Banca de DEFESA: NEUBI FRANCISCO XAVIER JUNIOR

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : NEUBI FRANCISCO XAVIER JUNIOR
DATA : 24/03/2022
HORA: 08:00
LOCAL: Plataforma RNP
TÍTULO:

Investigações Computacionais do Polimorfismo da Glicina em Meio Interestelar: Equilíbrio de Fases e Reações em Superfícies.

PALAVRAS-CHAVES:

Polimorfismo; Glicina; Cálculos Teóricos; Condições Periódicas de Contorno; Teoria do Funcional de Densidade

PÁGINAS: 106
RESUMO:

Glicina, o aminoácido mais simples, já foi detectada em amostras de meteoritos e cometas. A compreensão acerca de sua presença, apenas em fase sólida, no meio interestelar (ISM) é, entretanto, limitada pela falta de estudos acerca de sua reatividade neste ambiente. Desta forma, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de investigar,
através de métodos computacionais, o equilíbrio termodinâmico dos polimorfos alfa-, beta- e gama-glicina, e sua reatividade na interface sólido-gás, em condições análogas às encontradas no meio interestelar. Cálculos foram conduzidos adotando a Teoria do Funcional de Densidade, de acordo com o formalismo de condições periódicas de contorno. Foi adotado o funcional PBE em conjunto com a correção dispersiva, D3. Os elétrons das camadas internas foram tratados através de um pseudopotencial Ultrasoft de Vanderbilt. Valores de energia cinética de corte foram testados e convergidos para 80 Ry. Uma amostragem de pontos k da rede recíproca de 4 x 2 x 4, 4 x 3 x 4 e 3 x 3 x 4 foi assumida para alfa-, beta- e gama-glicina, respectivamente. As propriedades vibracionais foram obtidas
através de cálculos de densidade de estado de fônons, obtidos pela Teoria de Perturbação do Funcional de Densidade. Foi adotada a aproximação quase-harmônica para a obtenção das propriedades termodinâmicas para a fase sólida. Os valores de entropia calculados foram ligeiramente menores do que os experimentais, com desvios absolutos de 5,27, 0,13 e 5,42 e J mol -1 K -1 , para alfa-, beta- e gama-glicina, respectivamente, a 298,15 K. Foi obtida a diferença Salfa – Sgama igual a 0,44 J mol -1 K -1 , em bom acordo com o dado experimental, 0,35 J mol -1 K -1 , a 298,15 K. Valores de energia livre de Gibbs foram obtidos na faixa de 50 a 500 K e pressão de 1 bar, sendo possível observar o correto ordenamento de estabilidade entre as fases cristalinas: gama > alfa > beta. A transição gama → alfa foi observada em 442,55 K, em excelente acordo com o valor experimental de 440 K. Propriedades de sublimação foram investigadas levando em consideração a transformação da forma zwitteriônica, presente na fase cristalina, até a forma não iônica, mais estável em fase gasosa a partir da inclusão de termos de energia relacionados à mudança conformacional e à transferência de próton, obtidos em nível CCSD(T)/CBS, em fase gasosa. Valores de temperatura de sublimação foram estimados a partir da equação de Clausius-Clapeyron,
obtendo um desvio máximo de -5.31 K para a alfa-glicina, na faixa de pressão entre 0,1 e 1 Pa, em comparação com valores experimentais. Reações de decomposição de glicina em fase gasosa formando CO2 e CH3NH2, catalisadas por uma superfície de (010) de alfa-glicina, foram investigadas. Para tal, uma expansão 3 x 3 da superfície contendo 4 camadas de glicina foi considerada. Uma amostragem de pontos k de 2 x 2 x 1 foi adotada.
A reação de descarboxilação procedeu através de 4 etapas, cujas barreiras foram de 30,01, 39,63, 112,10 e 108,83 kJ mol -1 , respectivamente. Através do bom acordo obtido nas investigações computacionais, é possível concluir que o modelo da reatividade sólido-sólido e sólido-gás da glicina, proposto nesse trabalho, pode ser adotado para futuras investigações da reatividade de aminoácidos no ISM.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1716351 - GLAUCO FAVILLA BAUERFELDT
Interno - 1220404 - CARLOS MAURICIO RABELLO DE SANT ANNA
Externo ao Programa - 1808284 - MARCIO SOARES PEREIRA
Externo à Instituição - ALEXANDRE AMARAL LEITÃO - UFJF
Externo à Instituição - RICARDO RODRIGUES DE OLIVEIRA JUNIOR - UFRJ
Externo à Instituição - IVAN GUILHON MITOSO ROCHA - ITA
Externo à Instituição - LEONARDO BAPTISTA - UERJ