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Superfícies de Energia Potencial e Dinâmica Molecular

O estudo teórico de processos moleculares na fase gasosa é fundamental para o entendimento de um enorme conjunto de fenômenos que englobam desde a química atmosférica e o processo de combustão química, que têm importantes implicações no meio ambiente, até fenômenos de interesse astrofísico que ocorrem nos meios estelares. Em todos estes fenômenos está envolvido pelo menos um dos três processos básicos de dinâmica molecular, que são: (i) os processos de espalhamento completo, que envolvem a colisão elástica átomo-átomo, a excitação vibracional ou rotacional de uma molécula por meio da colisão com um átomo e as reações químicas; (ii) os processos de meio espalhamento, que tem como exemplo a fotodissociação, a predissociação eletrônica e vibracional e o decaimento unimolecular; e (iii) os sistemas estáveis ou ligados, que conduz à determinação da estrutura molecular a partir do cálculo do espectro rovibracional e das transições eletrônicas envolvidas. Tradicionalmente, utiliza-se a representação adiabática para se estudar teoricamente o problema molecular. Ela consiste em: resolver o problema eletrônico mantendo os núcleos fixos no espaço; a partir da solução do problema eletrônico, construir potenciais efetivos para os núcleos que caracterizam os estados eletrônicos (ou superfícies de energia potencial) adiabáticos do sistema; e resolver o problema resultante para o movimento dos núcleos governados por essas superfícies. Além disso, quando esses estados eletrônicos são suficientemente separados uns dos outros, podemos realizar uma nova aproximação, conhecida como aproximação de Born-Oppenheimer, onde o movimento dos núcleos é restrito a uma única superfície de energia potencial. Na presente apresentação, procuraremos discutir alguns estudos recentes realizados em nosso grupo de processos que envolvem átomos e moléculas na fase gasosa e explorar, quando for o caso, a interação com grupos experimentais.