Estudo sobre moléculas diatômicas em regime de confinamento - Batael, Hugo de Oliveira [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
Nesse trabalho a curva de potencial do estado fundamental para pequenas moléculas diatômicas homonucleares em regime de confinamento é calculada usando o método variacional. A abordagem proposta aqui usa o determinante de Slater como função de teste, sendo os orbitais moleculares dados pelas autofunções obtidas para a molécula de hidrogênio ionizada confinada. As moléculas são confinadas em uma caixa elipsoidal impenetrável. Como uma primeira aproximação esse tipo de geometria pode ser usada para simular moléculas dentro de cavidades proteicas. Os orbitais moleculares são construídos através de sugestões inspiradas em funções usadas em trabalhos prévios, encontradas via método de fatorização da equação de Schrödinger, e impondo que a condição de ortogonalidade entre as funções seja satisfeita. Os resultados encontrados indicam que a barreira de confinamento muda as características da curva de potencial para as moléculas estudadas. Em regime de confinamento forte (cavidade pequena) o mínimo dessa curva é mais evidente quando comparado com o sistema livre. Também é notado que a densidade eletrônica entre os núcleos, sob o eixo internuclear, aumenta em regime de confinamento. Esses resultados indicam que a barreira de potencial pode aumentar a interação entre os núcleos.

The ground state potential curve for small homonuclear diatomic molecules under spatial confinement is computed using the variational method. The approach proposed here uses a trial function for the ground state composed of the Slater determinant with the molecular orbitals given by the eigenfunctions found for the confined hydrogen ion molecule. The molecules are confined in an impenetrable prolate spheroidal box. As a first approximation this geometry can be used to simulate molecules inside protein cavities. The molecular orbitals are built from previous eigenfunctions, found by Supersymmetric Quantum Mechanics, and ensuring that the orthogonality condition between these functions is satisfied. The results found here indicate that the confinement changes the characteristic of the potential curve. For a strong confinement parameter (a smaller box), the minimum becomes more prominent compared with the free one. The electronic density between the internuclear axis also increases as the confinement effects become relevant for the system. This behaviour indicates that spatial confinement can increase the bond between the nuclei.
Study on diatomic molecules under confinement regime
Keywords: Confinamento molecular; Orbital molecular; Moléculas diatômicas; Método variacional; Molecular confinement; Variational method; Molecular orbital; Diatomic molecules