Espectroscopia: Absorção e Emissão de Radiação Eletromagnética por Materiais, Trabalhos de Química Orgânica

Baixe Espectroscopia: Absorção e Emissão de Radiação Eletromagnética por Materiais e outras Trabalhos em PDF para Química Orgânica, somente na Docsity! UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO Disciplina – Química Orgânica II 2021.2 Profa. Dra. Ana Claudia Granato Malpass Discente – Raquel Ramos Queiroz Técnicas Espectroscópicas A Espectroscopia é o estudo da absorção e emissão de luz e radiação por meio da matéria, um processo dependente do comprimento de onda da radiação de cada técnica. Atualmente sua definição foi expandida a fim de incluir o estudo das interações entre partículas como elétrons, prótons, íons com outras partículas e suas colisões. A Espectroscopia refere-se a diferentes técnicas a fim de obter dados sobre a estrutura e propriedades da matéria por meio da radiação, resolvendo assim, uma ampla variedade de problemas analíticos. Em suma, a espectroscopia trata da medição e interpretação de espectros originados da interação de radiação eletromagnética com a matéria, sendo tais interações absorção, emissão ou espalhamento de radiação por átomos ou moléculas. A seguir discutiremos algumas destas técnicas. (PAVIA, 2003). Espectro Eletromagnético UV – VIS A maioria das moléculas orgânicas e grupos funcionais são transparentes nas regiões do espectro ultravioleta (UV) e visível (VIS), estas são as regiões onde os comprimentos de onda v]ao de 190nm a 80nm, consequentemente, a espectroscopia de absorção tem pouca utilidade em tais faixas de comprimento de onda. No entando, em alguns casos conseguimos obter informações úteis nestas regiões que, combinadas com detalhes fornecidos por espectros no infravermelho e de ressonância magnética nuclear (RMN), do qual discutiremos nos próximos tópicos, ajudam a gerar propostos estruturais de grande importância. Quando a radiação continua atravessa um material transparente, parte desta radiação é absorvida pelo material, produzindo assim um espectro com intervalores transparentes, chamados de espectro de absorção. Com a absorção da energia, átomos ou moléculas passam de um estado de energia mais baixo (que seria seu estado fundamental) para um estado de energia mais alto (que seria seu estado excitado) este processo de excitação é quantizado. No caso das espectroscopias UV – VIS a absorção da radiação nessa região do espectro ocorre em níveis de energia eletrônicos (relembrando aqui as camadas do átomo de Bohr, que possui orbitais quantizados). Quando uma molécula absorve energia, o elétron é promovido de um orbital ocupado para um orbital desocupado de maior energia potencial, em geral, a transição ocorre do orbital ocupado de maior energia (HOMO) para o orbital desocupado de menor energia (LUMO), na maioria das moléculas os orbitais ocupados de menor energia são os orbitais SIGMA, o que corresponde a uma ligação sigma, o mesmo ocorre com orbitais de maior energia, porém, são orbitais PI ou orbitais ligantes com pares isolados chamados orbitais n, onde a energia é ainda maior. Os orbitais antiligantes PI* e SIGMA* são de maior energia, por isso essa troca de orbitais tem um gasto significativo de energia para se excitar um elétron. Cada grupo funcional (na orgânica) tem sua quantidade de energia para que essa excitação ocorra. Existem quatro tipos de efeitos de absorção: ✓ Batocrômico: é um deslocamento para energias mais baixas e comprimentos de onda maior. (deslocamento para o vermelho) ✓ Hispocrômico: um deslocamento para energia mais alta e comprimento de onda menor. (deslocamento para o azul) ✓ Hipercrômico: aumento de intensidade ✓ Hipocrômico: diminuição de intensidade De acordo com o grupo funcional, átomo ou molécula, a leitura do espectro será diferente, cada um deles possui uma marca única, como se fosse uma digital. O que facilita tanto no reconhecimento do composto quanto na descoberta de novos compostos. (PAVIA, 2003). IV - Infravermelho No infravermelho quase todos os compostos de ligações covalentes, sejam eles orgânicos ou inorgânicos, absorvem diferentes frequências de radiação eletromagnética na região do infravermelho do espectro, com comprimentos de onda de aproximadamente 400 a 800nm. Na química a região vibracional de interesse estão entre os comprimentos de 2,5 e 25 micrômetros. O comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência por meio da relação proposta por 𝜐 = ∁ 𝜆 em que c = velocidade da luz. A absorção de energia no infravermelho ocorre quando as moléculas são excitadas até atingir um estado de maior energia. No processo de absorção são absorvidas as frequências de radiação no infravermelho que equivalem às frequências vibracionais naturais da molécula em questão, a energia absorvida aumenta a amplitude dos movimentos vibracionais das ligações na molécula. Contudo nem todas as ligações de uma molécula são capazes de absorver energia no infravermelho, apenas ligações que possuem momentos dipolo e que mudam em função do tempo são capazes de absorver a radiação infravermelho. Como cada Com os modernos instrumentos de transformada de Fourier, é possível obter espectros de RMN de 13C de compostos orgânicos, mesmo que a detecção de sinais de carbono seja difícil quando comparada à detecção de espectros de prótons. Para compensar a baixa abundância natural do carbono, deve-se acumular um número maior de varreduras do que o normal para um espectro de prótons. (PAVIA, 2003) Referências BARBOSA, Luiz Claudio de Almeida. Espectroscopia no infravermelho: na caracterização de compostos orgânicos. Viçosa (MG): Ed. UFV, 2011. 189 p., il. Inclui bibliografia e índice. ISBN 9788572692809 (broch.). PAVIA, Donald L. et al. Introdução à espectroscopia. São Paulo (SP): Cengage Learning, 2013. xvi, 692 p., il. Inclui bibliografia e índice. ISBN 978522107087 (broch.). PAVIA, Donald L. et al. Introdução à espectroscopia. 2. ed. São Paulo (SP): Cengage Learning, c2016. xviii, 733 p., il. Inclui bibliografia e índice. ISBN 9788522123384 (broch.).