4 créditos- 60 horas teóricas
OBJETIVOS:
Apresentar e discutir as teorias estatísticas e metodologias para o estudo de reações unimolculares.
EMENTA:
Teoria do Estado de Transição Variacional Canônico e Microcanônico. Modelos de Reações Unimoleculares. Modelo RRKM e Dinâmica de Reações Unimoleculares. Modelo RRKM Variacional. Integração dos Coeficientes de Velocidade Microcanônicos. Dependência dos Coeficientes de velocidade com a pressão.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO:
Teoria de Estado de Transição
1.1 Superfícies de Energia Potencial
1.2 Movimento Nuclear na Superfície de Energia Potencial
1.3 Derivação dinâmica da Teoria de Estado de Transição
1.4 Interpretação Termodinâmica da Teoria de Estado de Transição
1.5 Método Variacional
1.6 Teoria do Estado de Transição Variacional Canônico e Microcanônico
Reações Unimoleculares
2.1 Modelo de Lindemann-Hinshelwood.
2.2 Generalização do Modelo de Lindemann-Hinshelwood.
2.3 Modelos Cinéticos envolvendo Coeficientes de Velocidade Microcanônicos
2.4 Redistribuição Interna da Energia e Dinâmica de Reações Químicas
Coeficientes de Velocidade RRKM
3.1 Modelo RRKM – Conceitos Fundamentais.
3.2 Coeficientes de Velocidade RRKM, k(E).
3.3 Inclusão do Momento Angular e Cálculos de Coeficientes de Velocidade k(E,J) e k(E,J,K).
3.4 Técnicas Computacionais para a determinação de Soma e Densidade de Estados.
3.5 Integração de k(E) e cálculos de kuniµ(T)
3.6 Cálculos Variacionais
3.7 Efeitos Quânticos
3.8 Coeficientes de Velocidade no Limite de Alta Pressão para Dissociações e Recombinações
Implementação de Teorias Estatísticas
4.1 Cálculo RRKM.
4.2 Cálculo RRKM variacional.
4.3 Cálculos de kuniµ(T) e a comparação com kCVT(T)
4.4 Cálculos de kuniµ(T) e krecµ(T)
Transferência de Energia e Equação Master
5.1 Velocidade de Transferência de Energia
5.2 Curvas de fall-off
5.3 Modelos Aproximados para Transferência de Energia por colisões (exponencial, random walk, colisões fortes e modelo ergódico)
5.4 Equação máster – soluções numéricas e soluções analíticas aproximadas
METODOLOGIA:
Aulas expositivas, com recursos didáticos diversos (quadro/giz, data show, multimídia e computadores). Os alunos serão avaliados com seminários individuais e trabalhos individuais ou em grupos. Provas individuais poderão ser aplicadas.
BIBLIOGRAFIA:
BÁSICA:
Gilbert, R.G.; Smith, S.C. Theory of Unimolecular and Recombination Reactions. Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1990.
Baer, T.; Hase, W.L. Unimolecular Reaction Dynamics: Theory and Experiments. New York: Oxford University Press, Inc., 1996
COMPLEMENTAR:
Arnaut, L.; Formosinho, S.; Burrows, H. Chemical Kinetics. From Molecular Structure to Chemical Reactivity. Elsevier, 2007.
Steinfeld, J.I.; Francisco, J.S.; Hase, W.L. Chemical Kinetics and Dynamics. Prentice Hall, 2nd Ed., 1988.
PERIÓDICOS CIENTÍFICOS E OUTROS:
Deverão ser consultados artigos científicos publicados em periódicos como:
Journal of Physical Chemistry A
Journal of Chemical Physics
Physical Chemistry Chemical Physics
ChemPhysChem
Journal of Physical Chemistry Letters
Journal of Chemical Theory and Computation
International Journal of Chemical Kinetics
International Journal of Quantum Chemistry
e outros periódicos de alto impacto e dedicados a divulgação de trabalhos científicos relacionados ao tema da disciplina.
