CQ116 – Espectroscopia óptica para o curso de Química

O contexto

Vimos anteriormente em CQ115 que a Mecânica Quântica nos permite determinar os possíveis autovalores de qualquer sistema. Se pudermos preparar milhões ou bilhões ou trilhões de sistemas “idênticos”, a solução da equação de Schrödinger nos dá esses autovalores… e o princípio da equipartição de Boltzmann nos dá a população de cada autovalor (que é estatisticamente válida, pois o número de partículas é muito grande).

Erwin Schrödinger (1887-1961)…                                   … e Ludwig Boltzmann (1844-1906)

Considere agora uma amostra gasosa muito pequena, digamos 5 mL. Sob condições de 1 atm e 25°C, esta amostra contem… 0,204 mmoles, ou seja, 1,23×1020 partículas! Uma amostra líquida com o mesmo volume certamente contem muito mais moléculas, pois tem densidade muito maior. Assim, podemos afirmar com segurança que, se submetermos essa amostra a uma medida de qualquer propriedade, os resultados têm que ser consistentes com a Mecânica Quântica e com a Estatística de Boltzmann.

A pergunta a se colocar agora é, como se fazem as medidas? Como medir simultaneamente quatrilhões de sistemas “idênticos” ?…

Hoje em dia, é prevalente em Química Orgânica e Química Inorgânica o uso de técnicas de análise tais como infravermelho, ultravioleta, raios x, ressonância magnética nuclear e outras, em suas diversas variedades, frequentemente com o processamento dos sinais por transformadas de Fourier.

Espectro de fotoelétrons do HCl

Espectro de fotoelétrons do HCl

 

Em vista do acima exposto, é interessante para os químicos terem um sólido conhecimento de Espectroscopia. No entanto, para alcançar uma clara compreensão dos conceitos envolvidos, são previamente necessários conceitos de Química Quântica. Por isso a disciplina CQ115 é pré-requisito da disciplina CQ116.

Esta disciplina

O aluno cursando os últimos períodos deste curso já deve estar pensando em prospectos de estágio ou emprego. Em qualquer atividade que ele escolha, é muito provável que ele encontre a necessidade de analisar espectros de alguma variedade. Esta disciplina de Espectroscopia (CQ116) visa fornecer ao aluno de Química um suporte para estas atividades, mais o ferramental necessário para quaisquer atividades de pesquisa.

Syllabus da disciplina CQ116                     Ementa da disciplina CQ116

Avaliações

Quatro exames parciais serão aplicados, cada um valendo 100 pontos, nas seguintes datas:

15 de março – 12 de abril – 24 de maio – 17 de junho

Algumas atividades extras completarão a nota. Serão considerados aprovados por média os alunos que somarem 280 pontos ou mais após os exames. Os alunos com total entre 160 e 279 pontos prestarão um exame final, a se realizar na sexta-feira, dia 1 de julho de 2019.

Bibliografia e material suplementar

Nesta disciplina o texto-base será Físico-Química, de Peter Atkins (volume 2). Os handouts de algumas aulas (em formato pdf) estão disponíveis para download no link acima. Recomenda-se que o aluno leia com calma este material antes das aulas, para não ficar perdido. As listas de exercícios (em formato pdf) também estão disponíveis para download no link acima. Recomenda-se que o aluno use estas listas para praticar e tenha pleno conhecimento de cada material antes de estudar o próximo ponto.

Qualquer situação não-prevista será resolvida a critério do professor responsável. Por isso, recomenda-se que em situações estranhas contacte-se o professor o mais rápido possível.


Resultados do Primeiro Semestre de 2019:

Aluno P1 (15/03) P2 (12/04) P3 (24/05) Subtotal (objetivo: 209)
MGDR 98 😀 87 😀
SRG 83 😀 65 😐
MJR 77  🙂 57
JDSDO 76  🙂 59
JFDS 68  😐 72 😐
AR 67  😐 55
LDOG 61 71 😐
LDOH 56 30 🚩
ACSDO 49 14 🚩
ARDS 43 🚩 46 🚩
CDB 38 🚩 41 🚩
CM 35 🚩
WM 40🚩 33 🚩
RRAM 28 🚩
Turma 58,1 52,3