[en] MECHANISM STUDY OF THE PN AND NS FORMATION IN THE INTERSTELLAR, COMETARY AND PLANETARY MEDIUM

• Main Author: PRISCILA SARCINELLI DOS SANTOS
• Other Authors: ANDRE SILVA PIMENTEL
• Language: pt
• Published: MAXWELL 2009
• Subjects: [pt] QUIMICA INTERESTELAR; [pt] CALCULOS QUANTICOS; [pt] QUIMICA DO NITROGENIO
• Online Access: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=14135@1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=14135@2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.14135

[pt] Esta dissertação investiga os mecanismos de formação das espécies PN e NS no meio interestelar, em cometas e atmosferas planetárias. Os cálculos foram realizados utilizando os níveis de teoria CCSD/6-311++G(d,p) e CCSD(T)/6- 311++G(3df,3pd). Foram feitos cálculos de otimização de geometria, de freqüências e de energia single-point para propor os diagramas de energia e assim os possíveis mecanismos de formação. Com os mecanismos de formação das espécies PN e NS, as estruturas de estados de transição foram propostas e suas energias calculadas. Para a formação da espécie PN foram feitas dez propostas partindo de espécies que também foram identificadas no meio interestelar. De acordo com essas propostas, a molécula PN pode ser formada pelas reações 2NH2 + 2PH2, 3NH + 3PH, 2NH2 + 3PH, 4N + 3PH, 4P + 3NH e 4P + 2NH2, sendo que as reações 4N + PH3 e 4N + 2PH2 são proibidas por spin. Usando a Teoria de Landau- Zenner, as probabilidades de transição entre as duas superfícies de energia potencial são desprezíveis. Para a espécie NS foram feitas sete propostas. Em relação à sua formação, as reações mais favoráveis de acontecer são: 1NH + 2SH, 3S + 2NH2 e 1NH + 1H2S. A reação 4N + 2SH - 1NSH é proibida por spin e sua probabilidade de transição entre as superfícies de energia potencial é também desprezível. O mecanismo químico para a formação das espécies PN e NS é apresentado em detalhes, o que é de grande importância para o entendimento de sua química do meio interestelar, em cometas e atmosferas planetárias. === [en] This study investigates the chemical mechanisms of PN and NS formations in the interstellar medium, comets and the atmosphere of giant planets such as Saturn and Jupiter. The quantum chemical calculations were performed by using the CCSD and CCSD(T) levels of theory. The basis sets used in this study were 6- 311++G(d,p) and 6-311++G(3df,3pd). Geometry optimizations, frequencies and single-point energies were calculated to propose energy diagrams for the chemical mechanisms of PN and NS formations. Transition states were proposed for these chemical mechanisms and their energies calculated. The chemical reaction paths were proposed for the PN formation. The PN molecule may be formed by the 2NH2 + 2PH2, 3NH + 3PH, 2NH2 + 3PH, 4N + 3PH, 4P + 3NH and 4P + 2NH2 reactions. The 4N + PH3 and the 4N + 2PH2 reactions are spin-forbidden. Their probabilities of hopping between the two potential energy surfaces are insignificant by using the Landau-Zenner Theory. For the NS formation, the following chemical reaction paths are energetically favorable: 1NH + 2SH, 3S + 2NH2 and 1NH + 1H2S reactions. The 4N + 2SH - 1NSH reaction is spinforbidden. Using the Landau-Zenner Theory, the probability of hopping between the two potential energy surfaces is unimportant. The chemical mechanisms for the PN and NS formations are presented, which is important for the understanding about the chemistry of the interstellar medium, comets and atmosphere of giant planets.