Descrição das características eletrônicas e dinâmicas do dímero e do óxido de nióbio do ponto de vista da simulação computacional

Abstract

O conhecimento teórico e experimental detalhado e acurado de sistemas envolvendo o nióbio (Nb), tais como o óxido de nióbio (NbO) e o dímero de níobio (Nb2), é crucial para que novas aplicações tecnológicas envolvendo o Nb possam ser desvendadas. No entanto, tais estudos ainda são muito escassos na literatura. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo determinar acuradamente as propriedades eletrônicas e dinâmicas dos sistemas NbO e Nb2. Mais detalhadamente, este estudo tem com objetivo obter as curvas de energia potencial, as energias e constantes espectroscópicas rovibracionais, o tempo de vida, a decomposição da energia de interação, a transferência de carga e as propriedades termodinâamicas dos sistemas NbO (X1Σ +g) e Nb2 (X3Σ−g) no estado fundamental. Para atingir este objetivo, foram empregados métodos teóricos muito precisos tanto de estrutura eletrônica (métodos Multi-Reference Configuration Interaction e Multiconfigurational self-consistent field com funções de bases extensas) como o de dinâmica molecular (via método Discrete Variable Representation). Através dos resultados obtidos, verificou-se um bom acordo das propriedades calculadas (distâncias de equilíbrio, energias de dissociação e constantes espectroscópicas rovibracionais) com os dados experimentais disponíveis na literatura. Além disso, verificou-se que os dois sistemas estudados podem ser considerados estáveis, mesmo em temperaturas altas; que a maior contribuição(82,39%) da energia de interação do sistema NbO foi o termo de indução, enquanto quepara o sistema Nb2, o termo eletrostático foi o que mais significativo (61,63%), sugerindo um caráter covalente para este sistema. Por fim, para o ´oxido de nióbio a maior doação de carga acontece do orbital do nióbio para o orbital antiligante (BD*) do oxigênio e que a dimerização do Nb2 ´e mais espontânea do que a do sistema NbO.