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Título: Automatização do uso de simetria no programa PLACZEK, desenvolvido para cálculos dos espectros infravermelho e Raman
Título(s) alternativo(s): Automation of the use of symmetry in PLACZEK program developed for calculations of infrared and Raman spectra
Autor(es): Costa, Gustavo Juliani
Orientador(es): Oliveira, Paulo Roberto de
Palavras-chave: Teoria dos grupos
Raman, Espectroscopia de
Simetria
Análise espectral
Química
Group theory
Raman spectroscopy
Symmetry
Chemistry
Chemistry
Data do documento: 31-Out-2014
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: COSTA, Gustavo Juliani. Automatização do uso de simetria no programa PLACZEK, desenvolvido para cálculos dos espectros infravermelho e Raman. 2014. 76 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2014.
Resumo: Desde a sua criação, séc. XIX, até os dias de hoje, a Teoria de Grupos tem sido aplicada com enorme sucesso em diversas áreas da ciência como espectroscopia e química quântica. Nosso grupo de pesquisa em particular, desenvolveu um software (PLACZEK) para cálculo dos espectros infravermelho e Raman que utiliza conhecimentos de Grupos Pontuais para prever e rotular transições ativas e também como ferramenta computacional que permite reduzir o tempo de processamento necessário para o cálculo desses espectros. Este Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) apresenta uma metodologia desenvolvida para automatizar o uso de simetria no programa PLACZEK, particularmente no que tange a classificação dos modos normais de vibração dentro das espécies de simetria do grupo pontual molecular e também na previsão das transições ativas. A exploração da simetria requer o uso da tabela de Caracteres do grupo pontual da molécula. Uma tabela de caracteres contém um conjunto de operações de simetria - por exemplo, uma rotação em torno de um eixo - e cada uma delas possui seu respectivo Elemento de Simetria, que pode ser um ponto, uma reta ou um plano. A orientação espacial destes elementos é determinada pela tabela de caracteres e a molécula precisa ser orientada espacialmente de forma que seus elementos de simetria coincidam com aqueles da Tabela. Esta exigência torna a preparação do arquivo de entrada do programa PLACZEK tediosa, pois o usuário terá que reorientar a molécula de forma a atender a exigência da tabela de caracteres. A metodologia descrita aqui elimina esta etapa, transferindo para o programa PLACZEK o problema da reorientação molecular. Ela abrange grupos pontuais comumente observados em aplicações químicas, ou seja, aqueles com eixo de rotação principal de ordem igual ou inferior a 6, e foi testada em 18 moléculas.
Abstract: Since its creation, in 19th century, through present days, the Theory of Group have been applied with huge success in severel areas of science like spectroscopy and quantum chemistry. Our research group, particularly, has developed a software (PLACZEK) for infrared and Raman spectra calculations that uses knowledge of point groups to predict and to label actives transitions and also as a computational tool that allows to reduce the CPU time necessary for the calculation of theses spectra. This work presents a metodology developed to automate the use of symmetry in PLACZEK’s program, specially concerning the classification of normal modes of vibration in the symmetry species of molecular point group and also in the prediction of actives transitions. The exploration of symmetry requires the use of character tables of point group of the molecule. The character tables have a symmetry operations set – e.g, a rotation around an axis – and each of these have its symmetry element, that can be a point, a line or a plane. The spacial orientation of these elements is determined by the character tables and the molecule needs to be spacially oriented in a way that its symmetry elements coincide the one of the table. This requirement makes the preparation of PLACZEK’s program input be tedius, because the user should reorient the molecule in order to take into account the character tables’ requirement. The metodology here described eliminates this step, transferring to PLACZEK’s program the problem of molecular reorientation. It covers point groups commonly observed in chemical applications, in other words, those which the principal axis of rotation of order equal or lower than 6, and was tested in 18 molecules.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9484
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