Estado fundamental da molécula de hidrogênio via abordagens de Heitler-London e de Monte Carlo quântico variacional

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Silva, Washington Pantoja da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Física; Orbitais atômicos; Métodos quânticos de Monte Carlo; Hidrogênio; Moléculas - Modelos; Química quântica; Mecânica ondulatória; Físico-química; Schrodinger, Equação de
• Link de acesso: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/20090

Neste trabalho, estudamos o estado fundamental da molécula de hidrogênio através do modelo analítico de Heitler e London (HL) e cálculos de Monte Carlo quântico variacional (MCQV). A partir da abordagem de HL, que descreve a função de onda como uma combinação linear de produtos de orbitais atômicos, deduzimos a energia total da molécula em função da distância entre núcleos R valendo-se do princípio variacional. Em seguida, modificamos a função de onda de HL, construindo uma função de onda tentativa cujo parâmetro variacional permite variar a dispersão dos orbitais atômicos, incorporando o efeito de blindagem eletrônica dos núcleos. A partir dessa função de onda tentativa, realizamos cálculos de MCQV para obter a energia total da molécula, otimizando a carga efetiva nuclear para cada distância R. Além disso, calculamos por ambas as abordagens, o comprimento de ligação, a energia de dissociação e a frequência de vibração fundamental do H2 para compará-las com resultados experimentais. Obtivemos ainda um ajuste exponencial da carga efetiva em função de R via cálculos estocásticos para os estados ligantes e antiligantes. Observamos uma melhora significativa no comprimento de ligação da molécula de hidrogênio quando incluímos esse ajuste na função de onda de HL