Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/29140

Type: Dissertação
Title: Fragmentação de ésteres em fase gasosa por impacto de elétrons
Author(s)/Inventor(s): Oliveira, Patrick Marques de
Advisor: Pereira, Maria Luiza Rocco Duarte
Co-advisor: Wolff, Wania
Abstract: O trabalho apresenta uma investigação experimental/teórica da ionização e fragmentação de três ésteres: formiato de metila, acetato de metila e acetato de etila. A espectrometria de massa/carga por tempo de voo foi aplicada em uma faixa ampla de impacto de elétrons, de 12 eV até 800 eV. A fim de converter os dados de seções de choque relativas ao íon molecular não dissociado e determinar a seção de choque absoluta total de ionização, a metodologia Binary Encounter Bethe foi usada. Tanto os resultados experimentais como teóricos foram comparados aos dados disponíveis na literatura. Verificou-se que a estrutura molecular e os caminhos de dissociação alteram de forma significativa a produção de diversos fragmentos comuns entre as moléculas. Observou-se um aumento da seção de choque absoluta parcial e total em função da energia de impacto dos elétrons, fortemente dependente da extensão da cadeia. A extensão da cadeia molecular implica em um número maior de elétrons de valência e, portanto, dos orbitais moleculares e seus níveis excitados alcançados pela ionização e transferência de energia, participando do processo de dissociação. Os dados permitiram a comparação do máximo da seção de choque de ionização total e a polarizabilidade volumétrica, observando-se um comportamento linear proposto na literatura para compostos orgânicos, sugerindo a validade dos cálculos. Este estudo é de interesse na astroquímica, principalmente na astrobiologia. Em especial, o meio interestelar (MI) contém moléculas orgânicas, incluindo ésteres essenciais para evolução e diversidade de um sistema estelar. A matéria no MI é contida em nuvens de gás e poeira distribuídas de forma heterogênea e é processada por radiação ionizante, incluindo a incidência de elétrons, formando moléculas complexas baseadas em carbono, hidrogênio e oxigênio.
Abstract: This work presents an experimental/theoretical investigation into the ionization and fragmentation of three esters: methyl formate, methyl acetate, and ethyl acetate. Time-of-flight mass spectrometry was applied across a wide range of electron impact energy, from 12 eV to 800 eV. To convert the fragment cross-sections obtained relative to the not dissociated molecular ion and determine the total absolute ionization cross-section the Binary-Encounter-Bethe methodology was used. Both experimental and theoretical results were compared with available data. It was found that the molecular structure and dissociation pathways significantly alter the production of various common fragments among the molecules. An increase in both partial and total absolute cross-sections was observed as a function of electron impact energy, which is strongly dependent on the chain length. The extension of the molecular chain implies a greater number of valence electrons and, therefore, more molecular orbitals and excited levels reached by ionization participating in the dissociation process. The data allowed for a comparison between the maximum total ionization cross-section and the volumetric polarizability, revealing a linear behaviour as proposed in the literature for organic compounds, which suggests the validity of the present calculations. This study is of interest to astrochemistry, particularly astrobiology. Specifically, the interstellar medium (ISM) contains organic molecules, including esters essential for the evolution and chemical diversity of a stellar system. The matter within the ISM, found in heterogeneously distributed gas and dust clouds, is processed by ionizing radiation, including electron incidence, forming complex molecules based on carbon, hydrogen, and oxygen.
Keywords: Espectrometria de massas
Ésteres
Astroquímica
Seção de choque de ionização
Binary encounter Bethe.
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::ESPECTROSCOPIA
Program: Programa de Pós-Graduação em Química
Production unit: Instituto de Química
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 11-Feb-2026
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: OLIVEIRA, Patrick Marques de. Fragmentação de ésteres em fase gasosa por impacto de elétrons. 2026. 136 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Química, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2026.
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