Magistrali

Candidato: Giorgia Giusti
Relatore: Prof.ssa Cristina Puzzarini
Correlatore: Silvia Alessandrini e Dr. Mattia Melosso
Anno: 2022

La tesi ha analizzato la reazione tra il radicale CH e l'ossirano, caratterizzata da una forte esotermicità la quale permette la formaziondi circa 30 diversi prodotti sulla superficie di energia potenziale tra cui il metil ketene, l'acroleina e altri isomeri della famiglia C3H4O. Il complesso network di reazioni è stato mappato prima usando un funzionale DFT ibrido e usando un set di funzioni di base di qualità doppio zeta. L'identificazione di 173 stati di transizione e 64 intermedi chiave ha richiesto un unleriore raffinamento, fatto a livello DFT ma usando un metodo doppiamente ibrido (B2PLYP). I risultati in futuro utilizzati per calcolare i coefficienti di velocità per le reazioni più importanti.

Candidato: Mattia Ravasio
Relatori: Prof. Claudio Greco e Prof.ssa Cristina Puzzarini
Correlatore: Silvia Alessandrini
Anno: 2021


L'osservazione del glicolonitrile (OHCH2CN) in IRAS 16293-2422B nel 2019 richiedeva uno studio approfondito sulla formazione di questa specie in ambienti interstellare e il suo collegamento con altre specie aventi la stessa composizione atomica, come il metilisocianato (CH3NCO). TRamite metodi ab initio sono state investigate quattro possibili reazioni di formazione per il glicolonitrile: (i) radiale OH e ketenimmina, (ii) radicale OH e amminoacetonitrile, (iii) radicale CN e CH3OCH3 e (iv) radicale NO e etanimmina. La reazione più promettente per la formazione della molecola di interesse si è rivelata essere la prima, la quale porta alla formazione anche di H2CCN e H2O, HCCNH e H2O, NH2 H2CCO e infine, CH3CN+OH. Dal punto di vista cinetico, la formazione di glicolonitrile e del suo co-prodotto H, risulta essere uno dei processi possibili nell'ISM ma è in forte competizione con la formazione di NH2 e H2CCO.

Candidato: Alessio Melli
Relatore: Prof.ssa Cristina Puzzarini
Correlatori: Prof. Jens-Uwe Grabow e Dr. Lorenzo Spada
Anno: 2019

La tesi si è svolta presso il laboratorio di spettroscopia rotazionale dell'università di Hannover (Germania), dove è stato studiato lo spettro rotazionale della fenilmetanimmina (C6H5CHNH). Quest'immina è stata prodotta a partire dal suo psudo-trimero 1-fenil-N,N'-bis(fenilmetilene)metandiammina, il quale è stato sintetizzato in laboratorio a partire da un campione di benzaldeide e da uno di ammoniaca. Questa specie se scalda è in grado di rilasciare in fase gassosa la fenilmetanimmina la quale è stata caratterizzata nel range di frequenza 3-25.5 GHz. Le misure sono state aiutate dalle previsioni teoriche e in totale sono state osservate circa 130 transizioni per ciscun isomero E/Z. Per entrambe le specie il fit delle transizioni ha permesso di derivare le costanti rotazionali, quelle di distorsione centrifuga quartiche e quelle di accoppiamento di quadrupolo. I dati otteuti hanno permesso di ricercare le transizioni della specie in TMC-1, ma nessuna transizione è stata osservata. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Chemistry A European Journal (https://doi.org/10.1002/chem.202003270).

Candidato: Francesca Tonolo
Relatore: Prof.ssa Cristina Puzzarini
Correlatori: Prof.ssa Paola Caselli, Dr. Valerio Lattanzi, and Dr. Lorenzo Spada
Anno: 2019

La prima parte della tesi si è focalizzata sullo studio computazionale della reazione di formazione del formile di cianuro (HCOCN) in ambienti interstellari. La reazione analizzata è quella tra formaldeide e radical cianuro (CN) la quale potrebbe formare il composto di intresse a seguito di due addizioni del radicale CN e forma invece, a seguto di una sola addizione CN, il radicale formile e HCN.I rissultati di questo studio sono stati pubblicati sull'Astrophysics Jornal (https://doi.org/10.3847/1538-4357/aba628).

La seconda parte di questa tesi si è invece svolta al Max Plank Institute di fisica extraterreste a Garching (Monaco, Germania). Nei laboratori dell'istituto tedesco è stato misurato lo spettro rotazionale del CH3NCS, una molecola complessa caratterizzata dal un bending a bassa frequenza e dalla rotazione interna del metile. Per questa specie sono state derivate le costanti rotazionali e alcuni parametri di distorsione. I risultati saranno presto pubblicati.

Candidato: Silvia Alessandrini
Relatore: Prof.ssa Cristina Puzzarini
Correlatori: Prof. Juegen Gauss e Dr. Lorenzo Spada
Anno: 2017

Questa tesi è stata svolta nel gruppo di chimica teorica del professor Juergen Gauss presso l'Università di Mainz (Germania). Il progetto aveva come scopo quello di derivare l'accuratezza delle costanti rotazionali ottenute da calcoli ab initio per molecole contenenti almeno un atomo della terza riga della tavola periodica ed in particolare l'atomo di zolfo. Per questa anlisi statistica è stato usato un campione di 75 specie per cui i dati sperimentali erano già noti e lo studio si è esteso a circa 15 approcci computazionali diversi. I dati ottenuti sono poi stati usati per stimare l'errore nella simulazione computazionale di molecole di interesse astrofisico come HCCS+, C4S, HC4S+, HSCO+, HOCS+ e C3S. La stima accurata dell'errore permetterà di restringere il campo analizzato a livello sperimentale e di eventualmente assegnare le osservazioni fatte in ambito astrofisico. I risultati sono stati pubblicati sul Journal of Chemical Theory and Computation (https://doi.org/10.1021/acs.jctc.8b00695)

Candidato: Mattia Melosso
Relatore: Prof. Claudio Degli Esposti
Correlatore: Prof. Luca Dore
Anno: 2016

In questo progetto è stato studiato lo spettro rotazionale dell'amminoacetonitrile in tre stati vibrazionali a bassa energia: il bending CCN (v18), la torsione del gruppo NH2 (v17) e la torsione accomppiata dei gruppi NH2-CH2 (v16). Le misure sperimentali sono state fatte con un campione purificato di amminoacetonitrile immerso in un bagno di acetone a -25°C e usando un pressione in cella di crica 10 mTorr. Sono state osservate circa 100 righe per ciascuno stato, determinando così le costanti rotazionali e quelle quartiche per tutti gli stati analizzati. I risulati sono stati pubblicati sull'Astrophysical Journal (https://doi.org/10.3847/1538-4365/aa7335)
Per il radicale 15ND, sono state misurate per la prima volta le sue transizioni rotazionali nello stato vibrazionale fondamentale producendo il campione per scarica DC di una miscela 5 mTorr di 15N2 e 1-2 mTorr di D2. Sono state osservate 29 righe della specie, determinando così un set di 11 parametri spettroscopici. In questo caso i risultati sono stati pubblicati sulla rivista Physical Chemistry Chemical Physics (https://doi.org/10.1039/c8cp04498h)