I2: uma molécula didática

Abstract

Recebido em 14/6/07; aceito em 11/10/07; publicado na web em 10/3/08 I 2 -A PEDAGOGICAL MOLECULE. Iodine vapor is a very suitable substance to learn about molecular energy levels and transitions, and to introduce spectroscopic techniques. As a diatomic molecule its spectra are relatively simple and allow straightforward treatment of the data leading to the potential energy curves and to quantum mechanics concepts. The overtone bands, in the resonance Raman scattering, and the band progressions, in the electronic spectra, play an important role in the calculation of the Morse potential curves for the fundamental and excited electronic state. A weaker chemical bond in the electronic excited state, compared to the fundamental state, is evidenced by the increase in the equilibrium interatomic distance. The resonance Raman scattering of I 2 is highlighted due to its importance for obtaining the anharmonicity constant in the fundamental electronic state.Keywords: iodine; resonance Raman; Morse's potential curve. INTRODUÇÃO Em artigos anteriores1,2 foram examinados os espectros atômi-cos do hidrogênio e do sódio com o objetivo de, através da espectroscopia, tornar claros alguns conceitos da mecânica quântica.O objetivo do presente artigo é examinar os níveis de energia e as transições possíveis de uma molécula, introduzindo conceitos básicos da espectroscopia molecular. A nuvem eletrônica da molé-cula é que vence a força de repulsão entre os núcleos, permitindo a formação da molécula. A posição dos elétrons não é caótica, obedece as leis da mecânica quântica dando origem aos chamados estados estacionários, que têm energias bem definidas. As transições, entre estados estacionários eletrônicos, envolvem energias situadas na faixa do ultravioleta ou do visível. O movimento dos núcleos dá origem ao espectro vibracional, de menor energia, que se situa na faixa da radiação eletromagnética do infravermelho. As transições entre estados rotacionais envolvem energia bem menor e podem ser observadas por espectroscopia na região de microondas ou, para moléculas leves, no infravermelho afastado.A molécula de iodo, no estado de vapor, é um exemplo bastante didático, pois envolve a espectroscopia eletrônica, vibracional e rotacional. Seu espectro eletrônico apresenta, na região do visível, progressões de bandas envolvendo estados vibracionais, cuja análi-se permite obter a curva da energia potencial para o estado eletrôni-co excitado. Devido à massa elevada do iodo a estrutura rotacional não é resolvida, mas é responsável pela forma de dente de serra dos componentes vibracionais do espectro eletrônico. Em relação ao espectro vibracional, sendo uma molécula diatômica homonuclear (momento de dipolo nulo), seu espectro vibracional não será observado no infravermelho, mas somente no Raman. O espectro eletrô-nico apresenta um máximo de absorção intenso na região do verde, que sugere a possibilidade de se obter não somente o efeito Raman normal, mas também o efeito Raman Ressonante. Este último, que será discutido com mais detalhes, possib...

Análise vibracional de compostos de coordenação de niquel(II): uma abordagem ao ensino dos grupos pontuais

“…6,8,10 Para um caso geral a seguinte matriz pode ser utilizada (Equação 14): (14) Com isso tem-se que a vibração ativa no Raman deve mudar o momento de dipolo em pelo menos uma das direções mostradas pelo tensor polarizabilidade.…”

“…10,13 Dada a importância da teoria de grupos para a espectroscopia, neste trabalho é proposta a realização de um experimento com o intuito de facilitar o ensino e a aprendizagem de alguns conceitos envolvidos nessa área. Este experimento foi utilizado na disciplina Ligações Químicas, para os Bacharelados em Ciência e Tecnologia e em Química Fundamental da Universidade Federal do ABC (UFABC).…”

Vibrational Spectrum of Iodine in the Visible Region: An Alternative to the Use of RAMAN Spectroscopy

“…A região do visível é uma faixa do espectro eletromagnético que já tem energia suficiente para provocar transições eletrônicas nas moléculas. 5 Em faixas do espectro com frequências e energias menores (comprimentos de onda acima de 700 nm), somente movimentos de vibração e rotação das moléculas são possíveis. 1 A respeito das transições eletrônicas, o princípio de Franck-Condon afirma que após a excitação eletrônica de uma molécula diatômica, ocorre um desbalanço de cargas em torno dos núcleos dos átomos, os quais começam a vibrar até atingirem novamente um menor valor de energia potencial.…”

Estudo por espectroscopia micro-Raman dos mecanismos de separação de fase em vidros fosfatos de metais de transição

“…Para uma revisão detalhada dos fundamentos da espectroscopia vibracional e do espalhamento Raman, recomenda-se a leitura de uma série de trabalhos publicados recentemente por Sala. [5][6][7] Com o notável desenvolvimento da instrumentação, a espectroscopia micro-Raman adquiriu uma grande versatilidade de aplicações, de tal forma que atualmente aplica-se a amostras biológicas, 8,9 peças de arte, 10 amostras de origem arqueológica 4,11-13 tais como vidros, cerâmicas, tecidos históricos, manuscritos e pinturas rupestres. A espectroscopia micro-Raman é apontada como uma das principais técnicas que, usadas isoladamente, permitem o estudo de misturas heterogêneas de sólidos orgânicos ou inorgânicos, sendo particularmente adequadas ao estudo de sistemas multifásicos e multicomponente, mesmo em escala nanométrica.…”