Calculus of the Second Virial Coefficient of Diatomic Molecules

Download
Favoritar este trabalho
Como citar esse trabalho?
Detalhes
  • Tipo de apresentação: Apresentação de Pôster / Poster Communications
  • Eixo temático: Estrutura Eletrônica
  • Palavras chaves: second virial coefficient; Diatomic Molecules; potential energy surface;

Autoras(es):

  • 1 Escola de Engenharia de Lorena / Universidade de São Paulo
  • 2 Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Calculus of the Second Virial Coefficient of Diatomic Molecules

Alberto Seleto de Souza

Escola de Engenharia de Lorena / Universidade de São Paulo

Resumo

Código em python para o calculo do segundo coeficiente virial; Segundo virial de moléculas diatômicas; Comparação de superfície de energia potencial entre diferentes códigos e métodos.

Questões (7 tópicos)

Compartilhe suas ideias ou dúvidas com os autores!

Sabia que o maior estímulo no desenvolvimento científico e cultural é a curiosidade? Deixe seus questionamentos ou sugestões para o autor!

Faça login para interagir

Tem uma dúvida ou sugestão? Compartilhe seu feedback com os autores!

Desculpe, esse tópico é privado. Apenas o(a) criador(a) e os autores podem visualizar os comentários e interagir com o tópico.
Autor

Patricia Barreto

Esse eh um trabalho de IC, e o objetivo principal era escrever o codigo para o calculo do virial. Como as SEP de diatomos que possiamos nao tinha dados de referencia significativos, decidimos construir as SEP para alguns diatomos especificos. Entao partimos para esses calculos. 

E a ideia foi ensinar ao aluno a utilizar codigos diferentes, como montar inputs e analisar outputs, verificar se realmente os resultados deveriam ser os mesmos, entao foi mais um trabalho de aprendizado do aluno e nao de teste de codigos diferentes.

Por ser um aluno de IC, acho que vale a pena ganhar conhecimento nessa fase para depois escolher o codigo que vai continuar a utilizar para as novas SEP que for construir e por que.

Leonardo Baptista

Obrigado pela resposta.

Desculpe pelo excesso de postagens, meu navegador travou e fez uma postagem em série.

Autor

Alberto Seleto de Souza

Boa tarde Márcio, muito obrigado pelo elogio e a sugestão. 

1) Este trabalho estuda apenas moléculas diatômicas, ou seja, compostas por dois átomos. Portanto, as moléculas estudadas foram H-H, F-F, O-O, C-O, N-N, N-O.

2) Todos os dados de referência são experimentais, e foram retirados do livro "Virial Coefficients of Pure Gases and Mixtures", dos autores "J.D. Dymond, K.N. Marsh, R.C. Wilhoit". Lá você pode encontrar maiores informações sobre estes dados.

3) para realizar a integração de B(T), utilizou-se integração numérica da biblioteca scipy.integrate. Optei por utilizar o método mais sofisticado disponível nessa biblioteca, que é a regra da quadratura (scipy.integrate.quad).

Se tiver qualquer outra dúvida estou a disposição!

 

Rodrigo Leandro Silveira

Olá, Alberto! Parabéns pelo trabalho e pela ótima apresentação! Sobre a pergunta (1) do Márcio Alves, não ficou exatamente claro para mim se você calculou a energia para diferentes distâncias entre 2 átomos de uma mesma molécula diatômica (distância H---H de uma molécula de H2, por exemplo) ou se você calculou a distância entre 2 moléculas (distância entre uma molécula de H2 e outra molécula de H2). E na integral para B(T), do 1o slide, a variável de integração r corresponde à mesma distância variada nos cálculos quânticos? Um grande abraço e obrigado!

Autor

Patricia Barreto

Ola Rodrigo, fazemos um scan na distancia entre os atomos X-Y, para cada sistema, H2, ou F2, ou O2, ou CO, ou NO, sao sistemas diatomicos, dois atomos. Dependendo do codigo, calculamos 40pontos, ate 100pontos, para a distancia r_XY, com isso construimos a superficie de energia potencial do sistema diatomico.

Numa segunda fase, fazemos o ajustes dos pontos ab initio utilizando a funcao de Rydberg de quinta ordem, que comparamos com dados experimentais de distancia de equilibrio e energia de dissociacao.

Finalmente, utilizando o potencial ajustado, integramos a equacao do virial B(T), apresentada no segundo slide, e finalmente comparamos com os dados experimentais disponiveis na literatura.

Márcio Alves

Entendido, Alberto, então na verdade você calculou o segundo coeficiente do virial para sistemas atômicos. Mais uma vez, parabéns pelo trabalho!

Matheus Morato Ferreira de Moraes

Olá Alberto, um trabalho interessante. Na mesma linha de pergunta dos demais, você pretende estender o estudo para duas moléculas diatômica interagindo entre si? (H-H---H-H, por exemplo) Imagino que para os sistemas homonucleares os problemas de convergência em grandes distâncias seria menor, por se tratarem de subsistemas de camada fechada.

Autor

Alberto Seleto de Souza

Olá Matheus, muito obrigado. O nosso grupo de pesquisa já faz esse tipo de estudo, ano passado foi publicado um artigo sobre o sistema H2-H2, e esse ano sobre o sistema H2-F2. Ademais, nesta edição do SBQT temos trabalhos sobre o sistema H2-Cl2 e F2-F2 sendo apresentados. Se te interessar, posso mandar as referências de tais artigos. A continuação do meu trabalho de IC é escrever o código do virial para sistemas do tipo AB-CD.

 

Autor

Alberto Seleto de Souza

Boa tarde Rodrigo, obrigado pelo elogio.

Acredito que o maior desafio é performar tais cálculos considerando que a energia potencial é muito mais complexa: ela não é descrita por apenas uma função potencial de Rydberg de quinta ordem, mas sim por uma combinação linear de várias. Isso ocorre pois a interação molecular não depende apenas da distância interatômica, mas também de alguns ângulos entre os átomos. Para melhor compreender tal processo, recomendo que assista a apresentação oral assíncrona da doutora Patrícia Barreto, com título "Second Virial Coefficient for the H2 - Cl2 gaseous mixture". 

Rodrigo Albuquerque

Com relacao ao codigo em Python. Foi escrito por voces mesmo ?  

Autor

Alberto Seleto de Souza

Sim, exatamente.

Autor

Alberto Seleto de Souza

Olá Yuri, tudo certo e com você? Para realizar a integração, eu utilizei a biblioteca scipy.integrate, mais especificamente o método quad.

Autor

Alberto Seleto de Souza

A região de poço é mais importante, mas a região de dissociação também influência o resultado, em menor escala. Uma vez que os cálculos em CCSD(T) do Gaussian09 mostraram distorções para todos os sistemas com excessão do H2, partimos para outros códigos e até mesmo outro tipo de cálculo(MRCI).

Autor

Alberto Seleto de Souza

Boa tarde Eduardo, muito obrigado pelo elogio!

1) Acredito que por o H2 ser uma molécula muito simples com orbitais muito bem definidos, o cálculo da SEP pode ser realizado com perfeição. Já para átomos com maior número atômico, é fácil obtermos algum problema de convergencia dos pontos ab intios durante o cálculo, ou até mesmo um pequeno problema de input resultar em um grande desvio. 

2)Para solucionar esses problemas, o que pode ser feito é testar diferentes tipos de cálculo, como CCSD(T) e MRCI, e refazer o input mais uma vez.