Métodos Espectroscópicos I

Área de Concentração: Química Inorgânica

Créditos: 4

Carga Horária - Aulas Teóricas: 60

Carga Horária Total: 60

Professor(es) Responsável(is):

  Dr. fábio souza nunes

Ementa:

Teoria de grupo. Estrutura de átomos polieletrônicos. Teoria do Campo Ligante e Teoria dos Orbitais Moleculares aplicadas à interpretação de espectros eletrônicos de compostos inorgânicos. Transições de campo ligante e de transferência de carga. Espectroscopias no infravermelho e Raman aplicadas a compostos inorgânicos.

OBJETIVOS:
Discutir os fundamentos teóricos e fornecer subsídios para a compreensão do fenômeno de absorção de radiação eletromagnética. Interpretar espectros eletrônicos e vibracionais de compostos inorgânicos no estado sólido e em solução.

Bibliografia:

1. COTTON, F. A. Chemical applications of group theory. 3rd ed. New York : Wiley-Interscience, 1990.
2. DUFFEY, G. H. Applied group theory. Upper Saddle River, NJ : Prentice Hall, 1992.
3. FIGGIS, B. N.; HITCHMAN, M. A. Ligand field theory & its applications. New York : Wiley-VCH, 2000.
4. LEVER, A. B. P. Inorganic electronic spectroscopy. 2nd ed. Amsterdam : Elsevier, 1984; 2nd repr. 1997.
5. SOLOMON, E. I.; LEVER, A. B. P. (Eds.) Inorganic electronic structure and spectroscopy. New York : Wiley-Interscience, 2006. v. 1: Methodology.
6. SOLOMON, E. I.; LEVER, A. B. P. (Eds.) Inorganic electronic structure and spectroscopy. New York : Wiley-Interscience, 2006. v. 2: Applications and case studies.
7. ELLIS, M.; FEHER, M.; WRIGHT, T. G. Electronic and photoelectron spectroscopy: fundamentals and case studies. Cambridge, UK : Cambridge University Press, 2005.
8. HOLLAS, J. M. Modern spectroscopy. New York : John Wiley and Sons, 2004.
9. AROCA, R. Surface-enhanced vibrational spectroscopy: New York : John Wiley and Sons, 2006.
10. HARRIS, D. C.; BERTOLUCCI, M. D. Symmetry and spectroscopy: an introduction to vibrational and electronic spectroscopy. Mineola, NY : Dover Publications, 1989.
11. SALA, O. Fundamentos da espectroscopia Raman e no infravermelho. São Paulo : UNESP, 1996.
12. NAKAMOTO, K. Infrared and Raman spectra of inorganic and coordination compounds. 5th ed. New York : John-Wiley, 1997.
13. FERRARO, J. R.; BROWN, C. W.; NAKAMOTO, K. Introductory Raman spectroscopy. 2nd ed. London : Academic Press, 2002.
 

Programa:

1. Teoria de grupo (Grupos: propriedades, subgrupo, transformações de similaridade, classe; Operações e elementos de simetria em moléculas: grupos pontuais e projeção estereográfica, classificação das moléculas em grupos pontuais de simetria; Representação matricial das operações de simetria: representações redutíveis e irredutíveis, caracteres e tabelas de caracteres, decomposição de representações redutíveis e produto direto).
2. Estrutura de átomos polieletrônicos (modelo de Russell Saunders; termos espectroscópicos; acoplamento spin órbita).
3. Teoria do Campo Cristalino (desdobramento de níveis de energia; diagrama de níveis de energia – abordagem de campo fraco e forte; efeitos eletrônicos na estereoquímica de complexos; efeito Jahn-Teller; configuração eletrônica versus estado de energia).
4. Teoria dos Orbitais Moleculares aplicada à interpretação de espectros eletrônicos de compostos inorgânicos (o modelo de orbitais moleculares; combinações lineares simetricamente adaptadas; funções base; equações e determinantes seculares; a aproximação de Hückel; minimização de energia; diagramas de orbitais moleculares).
5. Transições de campo ligante e de transferência de carga (o modelo do dipolo elétrico e as regras de seleção; aplicações).
6. Espectroscopia rotacional (aproximação do rotor rígido: energias rotacionais, transições rotacionais e regra de seleção, população dos níveis rotacionais, espectros rotacionais: posição e intensidade de bandas, instrumentação, aplicações; outros tipos de rotores e o rotor não rígido).
7. Espectroscopia Vibracional (espectros vibracionais no IV e Raman: origem molecular do fenômeno, formato dos espectros, instrumentação).
7.1. Moléculas diatômicas:
- Oscilador harmônico: Funções de onda e níveis de energia vibracionais, população dos níveis de energia, regra de seleção e intensidade de bandas vibracionais.
- Oscilador anarmônico: Potencial de Morse, constante de anarmonicidade, transições fundamentais e sobretons.
- Espectros roto-vibracionais: Ramos Q, P e R, O e S. Análise do espectro do monóxido de carbono.
7.2. Moléculas poliatômicas:
- Modos normais de vibração e procedimento sistemático para a determinação das simetrias dos modos normais de vibração de uma molécula. Exemplos.
- Regras de seleção e polarização no IV e Raman: relação entre a integral do momento de transição e a simetria dos modos normais de vibração.
7.3. Coordenadas de simetria: Procedimento sistemático para a construção de coordenadas de simetria de vibrações de estiramento e deformação. Exemplos.
7.4. Aplicação: análise de modos de estiramento de alguns compostos: determinação do número de bandas e distinção entre isômeros por espectroscopia vibracional.
 

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