Ab initio κβαντοχημική μελέτη των διαμοριακών επιδράσεων μορίων ιδιαζούσης σημασίας για τις περιβαλλοντικές επιστήμες

Οι δυνάμεις, που αναπτύσσονται μεταξύ ατομικών και μοριακών συστημάτων, επηρεάζουν σημαντικά φυσικά και χημικά φαινόμενα, που εκτείνονται από τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ βιομορίων έως τους μηχανισμούς ψύξης αρχέγονων άστρων στον διαστρικό χώρο. Οι ηλεκτρικές ιδιότητες αλληλεπίδρασης των van der Waals συμπλόκων συνδέονται άμεσα με τις πειραματικές παρατηρήσεις στις φασματοσκοπίες επαγόμενης απορρόφησης και επαγόμενης σκέδασης φωτός λόγω σύγκρουσης και κατ’ επέκταση με τους μηχανισμούς θέρμανσης της ατμόσφαιρας των ουράνιων σωμάτων. Αντικείμενο της παρούσης διδακτορικής διατριβής αποτελεί η συστηματική θεωρητική μελέτη της δομής και των ηλεκτρικών ιδιοτήτων αλληλεπίδρασης συμπλόκων που συνίστανται από μόρια περιβαλλοντικής σημασίας. Συγκεκριμένα μελετήθηκαν τα σύμπλοκα: Rg···Xe, N2···Rg, CO2···Rg, N2···N2, CO2···CO2, H2O···Rg, O3···Rg και (H2O)2···He, όπου Rg=He, Ne, Ar, Kr και Xe. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν ab initio και DFT θεωρητικές μέθοδοι υψηλής ακρίβειας σε συνδυασμό με ειδικά σχεδιασμένα σύνολα βάσης. Η συγκεκριμένη μεθοδολογία παράγει αξιόπιστες τιμές για τις ηλεκτρικές ιδιότητες αλληλεπίδρασης, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν στον θεωρητικό υπολογισμό των επαγόμενων φασμάτων και ως τιμές αναφοράς στην αξιολόγηση των αποτελεσμάτων διαφόρων προσεγγιστικών μεθόδων. Επιπρόσθετα εφαρμόσθηκαν τεχνικές αναγνώρισης προτύπου και ομαδοποίησης με στόχο την αξιολόγηση των θεωρητικών μεθόδων και την σύγκλιση των συνόλων βάσης καθώς και την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τις ομοιότητες που παρουσιάζει η θεωρητική περιγραφή των υπό μελέτη σύμπλοκων