Química-Física
Código
10696
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Química
Créditos
6.0
Professor responsável
João Carlos dos Santos Silva e Pereira de Lima
Horas semanais
3
Total de horas
63
Língua de ensino
Português
Conteúdo
I. A radiação electromagnética (generalidades)
Radiação electromagnética. Dipolo oscilante como gerador de radiação. Interacção radiação-matéria: refracção e dispersão de Rayleigh. Absorção e emissão de luz. Absorção de radiação para o átomo de hidrogénio. Condição de ressonância de Bohr. A espectroscopia e as regiões do espectro electromagnético; tipo de transições associadas. Unidades e conversões em espectroscopia.
II. Introdução à Química Quântica
Comportamento ondulatório e corpuscular da luz: interferência e efeito fotoeléctrico. Efeito de interferência para os electrões. Princípio de Incerteza de Heisenberg. Orbitais atómicas. Função de onda. Equação geral das ondas da mecânica clássica. Equação de Schrödinger a uma dimensão.
III. Teoria de orbitais moleculares
Revisão de diagrama de orbitais moleculares (OMs) para moléculas diatómicas homonucleares. Moléculas diatómicas heteronucleares. Análise de número de nodos. Classificaçao das OMs quanto a simetria e paridade. Diagrama de orbitais moleculares para moléculas heteroatómicas. Diagrama de orbitais moleculares para polienos conjugados. Distinção entre diferentes transições: σ-σ*, π-π*, n-π*, n-σ*; Transições π-π* e n-π*. Influência da polaridade do solvente. Desvios hipso e batocrómicos.
Construção de diagramas OM para complexos do tipo ML6: transições d-d. Estados electrónicos e termos espectroscópicos. Espectroscopia de metais de transição.
IV. Equipamento em espectroscopia
Fontes de radiação. Emissão do corpo negro. Leis de Rayleigh-Jeans e de Planck. A distribuição de Boltzmann. Prisma de difracção. Equação de dispersão para o índice de refracção.
V. Aspectos quantitativos dos espectros de absorção molecular UV-Vis
Transmitância, Absorvância Lei de Lambert; Dedução da Lei de Beer; absortividade molar. Limitações e desvios da análise quantitativa.
Factores que influenciam a intensidade de absorção. Regras de selecção. Transições permitidas e transições proibidas. Momento dipolar de transição. Força do Oscilador.
Exemplos de espectros UV-Vis de proteínas: diferentes regiões do espectro e respectivos grupos cromóforos. Relação com espectros recolhidos nas aulas práticas.
VI. Espectros com resolução vibracional
O oscilador harmónico. Curvas de Morse. Princípio de Franck-Condon. Diagramas de Jablonski. Multiplicidade. Fluorescência e Fosforescência. Novas regras de selecção.
VII. Espectroscopia Vibracional
Infra-vermelho:Modelo de oscilador harmónico vs sistema anarmónico real. Definição de frequência de vibração; constante de força, k e massa reduzida e respectiva influencia na forma da curva de energia potencial. Região do IV onde surgem as bandas de grupos funcionais característicos. Espectroscopia de IV com Transformada de Fourier
Raman: Dispersão elástica e inelástica. Desvio de Stokes e anti-Stokes.
Bibliografia
Physical Chemistry , J.De Paula, P.W. Atkins, W. H. Freeman; 7th edition (December 7, 2001)