Física Atômica e Molecular

Fisica Atômica e Molecular

Componentes do Grupo

Orlando Afonso Valle do Amaral
(Pró-Reitor de Administração e Finanças, desde 2006.)
E-mail: orlando@if.ufg.br

Marcos Antônio de Castro
E-mail: mcastro@if.ufg.br

Tertius Lima da Fonseca
E-mail: tertius@if.ufg.br

Herbert de Castro Georg
E-mail: hcgeorg@if.ufg.br

 

Infra-Estrutura

Atualmente a infra-estrutura computacional do Instituto de Física é formada por clusters Linux, constituído por microcomputadores. Esse sistema computacional vem sendo utilizado de forma compartilhada por vários pesquisadores e estudantes de mestrado e de doutorado no desenvolvimento de suas atividades de pesquisa.

 

Linhas de Pesquisa

1) Estrutura Eletrônica de Moléculas
O estudo da estrutura eletrônica de moléculas com especial ênfase em propriedades ópticas lineares e não lineares. Temas de interesse atual são a determinação de polarizabilidades e hiperpolarizabilidades de sistemas orgânicos conjugados e correções vibracionais para propriedades elétricas. Tais propriedades são importantes para o desenvolvimento de materiais para uso em fotônica. Propriedades magnéticas (NMR) de moléculas também têm sido um dos temas de interesse dentro dessa linha de pesquisa. NMR constitui uma importante técnica de caracterização de moléculas e biomoléculas e blindagem magnética e constante de acoplamento spin-spin são propriedades obtidas de experimentos de NMR que podem ser estudadas teoricamente, dando assim grande suporte para a análise das estruturas moleculares estudadas. 

 
2) Efeitos de Solvente em Propriedades Moleculares
Nessa linha visamos estudar como o meio solvente altera as propriedades moleculares. O meio solvente pode acelerar ou desacelerar reações químicas, pode mudar propriedades ópticas, elétricas e magnéticas das moléculas. O meio líquido é também responsável por dirigir o enovelamento das proteínas e a formação de membranas lipídicas. Por isso, o estudo teórico dos efeitos de solvente em propriedades moleculares é importante para entender diversos fenômenos de interesse tanto físico-químico quanto biológico. Esse estudo é feito através de simulações computacionais utilizando Monte Carlo e Dinâmica Molecular. Temos atuado no desenvolvimento de metodologias QM/MM e na implementação de algoritmos para permitir esses estudos, combinando técnicas de simulação computacional com cálculos de estrutura eletrônica. Em especial temos desenvolvido um software de QM/MM voltado para estudo de moléculas altamente sensíveis ao ambiente, que possam atuar como dispositivos ou sensores orgânicos e biológicos, como corantes, e outros tipos de moléculas de interesse químico e biológico. Com essas metodologias podemos estudar mudanças tanto na estrutura eletrônica quanto conformacional das moléculas em meio.

 

Estudantes de Pós-graduação

Doutorado

Guilherme Colherinhas de Oliveira
Orientador: Tertius Lima da Fonseca
Emílio Santiago Neves
Orientador: Marcos Antônio de Castro

 

Mestrado

Orlei Luiz dos Santos
Orientador: Tertius Lima da Fonseca

Luizmar Adriano Junior
Orientador: Tertius Lima da Fonseca
 

Iniciação Científica

1) Leonardo Martins de Abreu
Orientador: Tertius Lima da Fonseca

2) Orlando José  Silveira Júnior
Orientador: Marcos Antônio de Castro

3) Luiz Felipe Truran de Bragança
Orientador: Marcos Antônio de Castro

4) Vinícius Wilian Dias Cruzeiro
Orientador: Herbert de Castro Georg

 

Colaboradores Externos
  • Dr. Sylvio Canuto (Professor Titular do Instituto de Física da USP).
  • Drª. Kaline Coutinho (Professora do Instituto de Física da USP).
  • Dr. Eudes Fileti (Professor do Centro de Ciências Naturais e Humanas da Universidade Federal do ABC).
  • Dr. Benedito José Costa Cabral (Professor do Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa)

 

Publicações

  1. R. M. Gester ; H. C. Georg ; S. Canuto ; M. C. Caputo ; P. F. Provasi . NMR chemical shielding and spin-spin coupling constants of liquid NH3. A systematic investigation using the sequential QM/MM method. The Journal of Physical Chemistry. A, 2009. (aceito)
  2. R. C. Barreto ; K. Coutinho ; H. C. Georg ; S. Canuto . Combined Monte Carlo and quantum mechanics study of the solvatochromism of phenol in water. The origin of the blue shift of the lowest pi-pi* transition. PCCP. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 11, p. 1388-1396, 2009.
  3. T. L. Fonseca; H. C. Georg; K. Coutinho; S. Canuto . Polarization and Spectral Shift of Benzophenone in Supercritical Water. Journal of Physical Chemistry. A, v. 113, p. 5112-5118, 2009.
  4. T. L. Fonseca; M. A. Castro; B. J. C. Cabral; K. Coutinho; S. Canuto. Dipole polarizability and Rayleigh light scattering by the hydrated electron. Chemical Physics Letters, v. 481, p. 73-77, 2009.
  5. E. S. Naves; M. A. Castro; T. L. Fonseca; P. K. Mukherjee. Vibrational effects on the dynamic electric properties of hydrogen peroxide. Journal of Chemical Physics, v. 128, p. 064310-1-8, 2008.
  6. L. Cândido ; T. L. Fonseca; J. N. T. Rabelo; G. Q. Hai. Ground-state energy of a classical artificial molecule. European Physical Journal B, v. 64, p. 81-86, 2008.
  7. T. L. Fonseca; H. C. B. Oliveira; M. A. Castro. Theoretical study of the lowest electronic transitions of sulfur-bearing mesoionic compounds in gas-phase and indimethyl sulfoxide. Chemical Physics Letters, v. 457, p. 119-123, 2008.
  8. T. L. Fonseca; K. Coutinho  S. Canuto. Polarization and solvatochromic shift of ortho-betaine in water. Chemical Physics, v. 349, p. 109-114, 2008.
  9. T. L. Fonseca; K. Coutinho; S. Canuto. The isotropic nuclear magnetic shielding constants of acetone in supercritical water: A sequential Monte Carlo/quantum mechanics study including solute polarization. Journal of Chemical Physics, v. 129, p. 034502-1-9, 2008.
  10. E. E. Fileti; M. A. Castro; S. Canuto. Calculations of vibrational frequencies, Raman activities and degrees of depolarization for complexes involving water, methanol and ethanol. Chemical Physics Letters, v. 452, p. 54-58, 2008.
  11. K. Coutinho; H. C. Georg; T. L. Fonseca; V. Ludwig; S. Canuto. An efficient statistically converged average configuration for solvent effects. Chemical Physics Letters, v. 437, p. 148-152, 2007.
  12. H. C. Georg; K. Coutinho; S. Canuto. Solvent effects on the UV-visible absorption spectrum of benzophenone in water. A combined Monte Carlo quantum mechanics study including solute polarization. Journal of Chemical Physics, v. 126, p. 034507-1-8, 2007.
  13. E. E. Fileti; H. C. Georg; K. Coutinho; S. Canuto. Isotropic and anisotropic NMR chemical shifts in liquid water: a sequential QM/MM study. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 18, p. 74-84, 2007.
  14. T. L. Fonseca; K. Coutinho; S. Canuto. Probing supercritical water with the n-pi(*) transition of acetone: A Monte Carlo/quantum mechanics study. Journal of Chemical Physics, v. 126, n. 034508, p. 034508, 2007.
  15. T. L. Fonseca; M. A. Castro; H. C. B. Oliveira; S. D. Cunha. Static and dynamic first hyperpolarizabilities of azo-enaminone isomers. Chemical Physics Letters, v. 442, p. 259-264, 2007.
  16. H. C. Georg; K. Coutinho; S. Canuto. Converged electronic polarization of acetone in liquid water and the role in the n-pi* transition. Chemical Physics Letters, v. 429, p. 119-123, 2006.
  17. H. C. Georg; K. Coutinho; S. Canuto. A look inside the cavity of hydrated a-ciclodextrin: A computer simulation study. Chemical Physics Letters, v. 413, p. 16-21, 2005.
  18. H. C. Georg; K. Coutinho; S. Canuto. A sequential Monte Carlo quantum mechanics study of the hydrogen-bond interaction and the solvatochromic shift of the n-pi* transition of acrolein in water. Journal of Chemical Physics, v. 123, p. 124307-1-8, 2005.
  19. E. M. Torres; T. L. Fonseca; O. A. V. Amaral; M. A. Castro. MP2 static longitudinal (hyper)polarizabilityes of polydifluoroacetylene. Chemical Physics Letters, v. 403, p. 268-274, 2005.
  20. R. Pessoa ; M. A. Castro; O. A. V. Amaral; T. L. Fonseca. A comparative study of the vibrational corrections for the dynamic electric properties of the LiF molecule using numerical and perturbation methods. Chemical Physics Letters, v. 412, p. 16-22, 2005.
  21. T. L. Fonseca; H. C. B. Oliveira; O. A. V. Amaral; M. A. Castro. MP2 static first hyperpolarizability of azo-enaminone isomers. Chemical Physics Letters, v. 413, p. 356-361, 2005.
  22. O. P. Andrade; A. Aragão; O. A. V. Amaral; T. L. Fonseca; M. A. Castro. Vibrational contributions to the polarizability and hyperpolarizability of the NaF and NaCl. Chemical Physics Letters, v. 392, p. 270-275, 2004.
  23. C. S. Esteves; T. L. Fonseca; M. A. Castro; O. A. V. Amaral. Hartree-Fock static longitudinal polarizabilities of fluorinated polyacetylene chains. Chemical Physics, v. 303, p. 291-299, 2004.
  24. R. Pessoa ; M. A. Castro; O. A. V. Amaral; T. L. Fonseca. Vibrational contribution to the dynamic electric properties of the NaF. Chemical Physics, v. 306, p. 281-286, 2004.

 

Capítulos de Livro
  1. K. Coutinho; T. L. Fonseca; S. Canuto. Molecules in Different Environments: Solvatochromic Effects Using Monte Carlo Simulation and semi-Empirical Quantum Mechanical Calculations. In: E. Boudreaux. (Org.). Approximate Molecular Orbital nethods: Transworld Research Network, 2010, v. , p. 63-84. 
  1. K. Coutinho ; R. Rivelino ; H. C. Georg ; S. Canuto . The sequential QM/MM method and its applications to solvent effects in electronic and structural properties of solutes. In: S. Canuto. (Org.). Solvation Effects in Molecules and Biomolecules. Challenges and Advances in Computational Chemistry and Physics. : Springer, 2008, v. 6, p. 159-189.
  1. M. A. Castro ; S. Canuto . O Método de Hartree_Fock. In: Nelson H. Morgon; kaline Coutinho. (Org.). Métodos de Química Quântica e Modelagem Molecular. São Paulo: Livraria da Física, 2007, v. , p. 1-27

  2. H. C. Georg ; S. Canuto. Métodos Híbridos para Modelagem do Ambiente Molecular. In: N. H. Morgon; K. Coutinho. (Org.). Métodos de Química Teórica e Modelagem Molecular.São Paulo: Livraria da Física, 2007, v. , p. 453-488.

  3. R. C. Barreto ; S. Canuto; K. Coutinho ; H. C. Georg . Molecular polarization in liquid environment. In: G. Maroulis and T. Simos. (Org.). Trends and Perspectives in Modern Computational Sciences. Leiden - Holanda: Brill Academic Publishers, 2006, v. 6, p. 80-90.

 

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