Efeito da inversão piramidal em algumas propriedades termodinâmicas de moléculas AX3 (A = N, P, As, Sb, Bi; X = H, F)

Abstract

A aproximação mais comum usada para obter funções termodinâmicas a partir de propriedades moleculares é a do oscilador harmônico e rotor rígido. Existem alguns desvios que essas aproximações falham em descrever, dentre eles a inversão piramidal de moléculas, como a amônia e análogos. Neste trabalho estudamos o efeito da inversão piramidal em moléculas do tipo AX3, com A sendo um elemento do grupo 15 e X podendo ser hidrogênio ou flúor. Foram calculadas geometrias de equilíbrio, barreiras de inversão, frequências de vibração, funções termodinâmicas com a aproximação do oscilador harmônico e da inversão piramidal. Para corrigir os efeitos da inversão piramidal foi necessário obter os níveis de energia resolvendo a equação de Schrödinger independente do tempo usando o métodoFourier Grid Hamiltonian. O potencial de inversão foi aproximado por um polinômio de quarta ordem. As energias e frequências de vibração foram calculadas usando teoria de perturbação de segunda ordem de Moller-Plesset (MP2). Dois conjuntos de funções de base foram utilizados a fim de avaliar o papel de cada na barreira e nos parâmetros geométricos das moléculas. Com exceção dos cálculos de estrutura eletrônica, que incluem otimizações de geometria e frequências de vibração, todos os cálculos foram realizados usando códigos escritos por este autor. Isso permitiu desenvolver maior compreensão e senso crítico das etapas envolvidas.