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Title in Portuguese: Espectroscopia vibracional do Ala-Ala policristalino em função da temperatura
Author: Arruda, Lucas Machado
Advisor(s): Melo, Francisco Erivan de Abreu
Keywords: Espectroscopia Raman
Espectroscopia de infravermelho
Peptídeos
Issue Date: 2013
Citation: ARRUDA, L. M. Espectroscopia vibracional do Ala-Ala policristalino em função da temperatura. 2013. 83 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013.
Abstract in Portuguese: Espectros de infravermelho e Raman do L-alanil-L-alanina (Ala-Ala) policristalino foram estudados em função da temperatura. Para as medidas de Infravermelho a temperatura variou entre 83 K e 293 K a intervalos regulares de 10 K. Não foram observadas mudanças qualitativas nos espectros de infravermelho entre estas temperaturas, indicando que a estrutura cristalina do Ala-Ala é estável em 83 K. Foi feita uma identificação de muitos dos modos normais de vibração devido aos grupos moleculares constituintes da molécula do Ala-Ala e comparada com a literatura. Para as medidas de espalhamento Raman a temperatura variou de 20 K a 300 K a intervalos regulares de 20 K. Como nas medidas de infravermelho, não foram observadas mudanças qualitativas nos espectros Raman entre as temperaturas de 80 K e 300 K. Foram observadas apenas mudanças quantitativas nos modos normais de vibração do Ala-Ala policristalino inerentes a variações de temperatura da ordem de 220 K. Para temperaturas abaixo de 80 K, foram observadas também mudanças qualitativas graduais nos espectros Raman do Ala-Ala policristalino, evidenciando uma transição de fase estrutural de segunda ordem. Da análise da teoria de grupos e dos espectros Raman, o cristal de Ala-Ala deve passar da estrutura tetragonal com grupo fator C4 com quatro moléculas na célula primitiva, para uma estrutura monoclínica com grupo fator C2, com os íons moleculares ocupando sítios locais de simetria C1 e mantendo quatro moléculas na célula primitiva. Foi realizada uma análise detalhada do comportamento das frequências dos modos normais de vibração ativos no Raman com a temperatura no intervalo de 20 K a 300 K. As frequências da maioria dos modos estudados apresentam um comportamento linear com a temperatura que é normal para qualquer tipo de cristal quando submetido a variações de temperatura da ordem de 300 K. Da análise dos gráficos da dependência de ωj com T, observa-se que o cristal de Ala-Ala exibe a transição de fase estrutural para temperaturas entre 80 K e 60 K. A identificação dos modos normais de vibração do Ala-Ala para temperaturas de 300 K, 80 K e 20 K indica que o mecanismo da transição de fase estrutural é governado pela ocupação de sítios locais de simetria C1 não equivalentes pelos íons moleculares CH3.
Abstract: Infrared and Raman spectra of polycrystalline L-alanyl-L-alanine (Ala-Ala) were studied as a function of temperature. For the infrared measurements the temperature varied between 83 K and 293 K in regular intervals of 10 K. No qualitative changes were observed in the infrared spectra between these temperatures, indicating that the crystalline structure of Ala-Ala is stable for 83 K. Identifications were made for several of the normal modes of vibration due to the molecular groups that constitute the molecule of Ala-Ala and that was compared with the literature. For Raman scattering measurements the temperature varied from 20 K to 300 K in regular intervals of 20 K. Similarly to the infrared measurements, no qualitative changes were observed in the Raman spectra between 80 K and 300 K. Only quantitative changes in the normal modes of vibration of the polycrystalline Ala-Ala inherent to the temperature variation of 220 K were observed. For temperatures lower than 80 K, gradual qualitative changes were also observed in the Raman spectra of polycrystalline Ala-Ala, evidence of a second order structural phase transition. From the group theory and Raman spectra analysis, the Ala-Ala crystal must go from a tetragonal structure with factor group C4 with four molecules in the primitive cell to a monoclinic structure with factor group C2, with molecular ions occupying local symmetry sites C1 and maintaining four molecules in the primitive cell. A detailed analysis was made of the behavior of the frequencies of the normal mode vibrations active in Raman with temperatures in the interval between 20 K and 300 K. The frequencies of most of the studied modes present a linear behavior with temperature which is normal for any type of crystal when submitted to temperature variations of the order of 300 K. From the analysis of the graphs of the dependence of ωj with T, it is observed that the Ala-Ala crystal exhibits a structural phase transition for temperatures between 80 K and 60 K. The identification of the normal mode vibrations of Ala-Ala for temperatures of 300 K, 80 K and 20K indicates that the mechanism for the structural phase transition is governed by the occupation of the non-equivalent C1 local symmetry sites by the CH3 molecular ions.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/13740
metadata.dc.type: Dissertação
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