Princípios fundamentais e modelos de transferência de energia inter e intramolecular

Abstract

Recebido em 1/11/11; aceito em 17/4/12; publicado na web em 10/8/12 FUNDAMENTAL PRINCIPIA AND MODELS OF INTER AND INTRAMOLECULAR ENERGY TRANSFER. This work outlines the historic development of the concept and main theories of energy transfer, as well as the principal experiments carried out to confirm or refute the proposed theories. Energy transfer in coordination compounds is also discussed with a focus on rare earth systems. Keywords: energy transfer; Förster mechanism; Dexter mechanism. INTRODUÇÃOO termo transferência de energia é usado para descrever a transferência de excitação eletrônica de uma espécie química (átomo, molécula, íon, radical) para outra, igual ou diferente, ou entre grupos de uma mesma molécula.1 Este fenômeno comumente constitui uma parte de processos mais complexos, tais como fluorescência 2,3 etc. Assim, a compreensão do modo como se dá a transferência de energia e quais são as variáveis que a descrevem em cada circunstância é importante para a elucidação de fenômenos que abrangem desde os vários tipos de luminescência até fotossíntese.Na literatura são apresentadas muitas aplicações, em áreas muito diversas, das teorias já desenvolvidas e consolidadas sobre transferên-cia de energia. A teoria de Förster tem extensas aplicações médicas, biológicas e bioquímicas 4 e, também, é utilizada para a detecção e caracterização da separação de fases em bicamadas lipídicas, 5 bem como para a detecção de heterogeneidade e outras características. Outra área de aplicação da teoria de Förster se encontra na utilização de quantum dots semicondutores como sondas de processos biológi-cos.6 O modelo de Dexter se aplica especialmente a sistemas onde a distância de transferência é muito curta e onde há sobreposição orbital entre as espécies envolvidas apresentando, assim, conjugação.7 Um exemplo recente é o apresentado por Mao e Wang, 8 que confirmaram o mecanismo de transferência de energia para um fósforo à base de aluminato de lantânio codopado com manganês(II) e európio(III).Em se tratando de transferência de energia intramolecular, ou seja, entre espécies de uma mesma molécula, complexos metálicos são especialmente estudados por sua grande variedade. Entre eles, os complexos contendo íons terras raras (TR(III)) têm sua luminescência explicada pela transferência de energia oriunda do ligante, fenômeno que é conhecido como efeito antena, que promove uma intensificação da intensidade luminescente do íon metálico central graças à eficiente absorção de energia por parte do ligante. O processo através do qual a energia parte do ligante até alcançar o nível emissor do íon TR(III) de diferentes complexos pode ser explicado por basicamente três mecanismos, onde a diferença entre eles é a eficiência de fenômenos como conversão interna, transferência de energia ligante-íon TR(III) e retrotransferência íon TR(III)-ligante. BREVE HISTÓRICO DO ESTUDO SOBRE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIANa década de 1920, Perrin desenvolveu um modelo de transferência de energia baseado na ressonância entre os dipolos elétricos do doador e ...

A Photophysical Interpretation of the Thermochromism of a Polyfluorene Derivative–Europium Complex

“…This class of materials has been named metallopolymers, 13,15 where the metal is linked directly to the polymer backbone 16−18 or as a lateral side chain. 19−22 When the organic part is a π-conjugated polymer, the polymer may emit upon excitation, or the metallic ion, through specific mechanisms of energy transfer, 23,24 and we can get a predominant emission of the polymer chain 25,26 or from the metal ion. 27,28 Rare earth metals, specifically lanthanides, display high luminescence with narrow emission bands.…”

“…Specifically, in the case of emissive properties, the metal–polymer association provides mechanical stability and processability which are not presented by the low molecular mass ligand counterparts. This class of materials has been named metallopolymers, , where the metal is linked directly to the polymer backbone − or as a lateral side chain. − When the organic part is a π-conjugated polymer, the polymer may emit upon excitation, or the metallic ion, through specific mechanisms of energy transfer, , and we can get a predominant emission of the polymer chain , or from the metal ion. , …”

Síntese de nanopartículas luminescentes de vanadatos de terras raras via templates coloidais

“…Por outro lado, a transferência de energia pode ocorrer pela migração de energia entre os grupos VO4 3ou entre os íons Eu 3+ . Ademais, a relaxação de energia cruzada entre os íons Eu 3+ e a adição de fótons por transferência de energia entre os íons Eu 3+ são processos passíveis de suceder a ativação da luminescência [22,23].…”

Estudo de fibroína dopada com terras raras para potenciais aplicações fotônicas

“…a emissão de radiação por parte do doador (D), seguida de posterior absorção desta radiação por parte do aceitador (A), como mostra a figura 19[59]. Representação do processo de transferência de energia não radiativa, onde o doador(D) transfere energia direta para o aceitador (A).…”

“…Európio (figura 22) com a do Cloreto de Európio Hexahidratado (EuCl 3 .6H 2 O), e observou que o íon Eu 3+ , na forma complexada, apresenta uma emissão mais intensa quando o sistema é excitado na região de absorção do ligante orgânico ao invés da região de excitação do metal. intensificação de emissão do íon Ln 3+ , via transferência de energia ligante-metal, depende da luz ser absorvida pelo ambiente de coordenação do metal através dos ligantes orgânicos (cromóforos) ou da matriz inorgânica, em caso de compostos sólidos; da energia ser transferida para um ou mais estados excitados do íon metálico e ocorrer os processos de emissão[59]. Ambos os estados, singleto e tripleto, do ligante podem transferir a energia para o íon metálico, como mostra a figura 23, onde pode ser observado que a energia absorvida pelo ligante terá transição do estado fundamental 0 S ao estado excitado S 1 .…”