Jos Rodrigues de Carvalho Filho MsC, PhD

O Sol irradia uma enorme quantidade de energia para o espao. Apenas uma pequena frao dessa energia corresponde luz visvel. A maior parte est na faixa do infravermelho. H ainda os raios ultravioletas que so em grande parte absorvidos pela camada de Oznio.Infravermelho

EspectroscopiaEm qumica o termo espectroscopia a designao para toda tcnica de levantamento de dados fsico-qumicos atravs da transmisso, absoro ou reflexo da energia radiante incidente em uma amostra.

Espectroscopia no InfravermelhoPrincpio:Aplicao de radiao na regio do infravermelho, causando transies translacionais, rotacionais e vibracionais na molcula; Alteram os vetores momento dipolo e conseqntemente os modos vibracionais da molcula.

109 107 104 101 1 10-1 10-3 10-5

Modos de Vibrao das Molculas. Neste exemplo verificado a molcula de gua. http://www.quiprocura.net/infra.htm

Uma onda a propagao de uma perturbao em um meio qualquer, sem que haja movimento lquido das partculas do meio, na mdia permanecem no mesmo lugar.

A distncia entre os pontos mximos e mnimos do sobe e desce das partculas do meio, ou de um banhista boiando, define a amplitude da onda.

A distncia entre dois picos ou dois vales, ou ainda, dois pontos quaisquer equivalentes da onda, define o que se chama comprimento de onda - .

O nmero de ciclos de sobe e desce, por unidade de tempo define a freqncia da onda, medida normalmente em Hertz ou ciclos/segundo- representada normalmente pela letra f ou ainda a letra grega Mi.

O produto do comprimento de onda pela freqncia da onda fornece a velocidade com que a perturbao se propaga. No caso das ondas eletromagnticas no vcuo, este produto fornece a velocidade da luz, c = 299 793 km/s.

O ESPECTRO ELETROMAGNTICO.

O espectro eletromagntico o nome que os cientistas do para os vrios tipos de radiao quando se quer falar no conjunto delas. O espectro eletromagntico pode ser definido como conjunto de freqncias, desde ondas de rdio aos raios gama, que caracterizam a luz. Eis alguns exemplos de radiaes do espectro eletromagntico

ABSORES EM MOLCULAS ORGNICASSumrio das absores em molculas orgnicas.Deve-se imaginar todos os arranjos possveis dos tomos na molcula.

Podemos at pensar que ondas de rdio e raios gama so coisas completamente diferentes, mas no verdade. Estas radiaes podem ser produzidas por diferentes modos, mas elas so, essencialmente, a mesma coisa, radiaes eletromagnticas. A diferena entre os vrios tipos de radiao a quantidade de energia encontrada nos ftons de cada radiao. Ondas de radio tm ftons de baixa energia, microondas tm ftons com energia um pouco maior e assim infravermelho, visvel, ultravioleta, rios X, e ento raios gama, com maior energia.

O espectro eletromagntico (EM) pode ser expresso em termos de energia, ou comprimento de onda, ou freqncia. Qualquer que seja o modo de expressar o EM podemos relacionar, matematicamente, suas unidades (veja tabela abaixo). A freqncia pode ser medida em ciclos por segundo (Hertz), comprimento de onda medido em metros (m) e energia medida em eltron volt (eV).

ENTENDENDO AS UNIDADESPodemos multiplicar unidades, por convenincia, para melhor expressar os dados cientficos. Por exemplo:1000 m = 1 km; 10-6 m = 1 m; 10-9 m = 1 m; 1 MHz = 10-6 Hz.

QuantidadeRelaoUnidadeComprimento de ondam, m, mNmero de ondam-1, cm-1Freqncias-1 (Hz)Velocidadems-1, cms-1EnergiaeV

Exemplo 1.Calcule a freqncia e o nmero de onda da luz no infravermelho cujo comprimento de onda 10 m.RespostaObserve que se = 10 m isto implica que seu valor em metros ser: = 10 m = 10 x 10-6 m = 1,0 x 10-5 mA freqncia calculada pela expresso fornecida na tabela acima:Logo, = (3 x 108 m.s-1) / (1,0 x 10-5 m) = 3 x 1013 s-1 ou 3 x 1013 Hz

O nmero de onda o recproco do comprimento de onda:

Logo, = 1,0 x 10-5 m = 1,0 / 1,0 x 10-5 m-1 = 1,0 x 105 m-1 ou = 103 cm-1 = 1000 cm-1

A absoro da radiao eletromagntica por molculas orgnicas.Quando a luz na regio do ultravioleta (UV) passa atravs de uma amostra de um composto orgnico como benzeno, parte dessa luz absorvida. Em outras palavras, alguns comprimentos de onda so absorvidos e outros so, virtualmente, no afetados. A molcula do benzeno absorve luz de comprimento de onda = 255 m. A energia correspondente a este comprimento de onda ser de 470 kJ/mol. Esta energia est associada a uma transio eletrnica na estrutura da molcula, ou, eltrons so promovidos a orbitais de maior energia. A energia desta transio dada pela equao abaixo e evidencia a relao entre energia e um determinado comprimento de onda e freqncia:

Desta forma podemos afirmar que uma molcula s pode absorver uma determinada energia se, na molcula, existe uma transio de energia de magnitude na ordem de E = h. Na tabela abaixo foram sumarizadas as tcnicas espectroscpicas usadas na qumica orgnica e as informaes delas obtidas.

Radiao absorvidaEfeitos na molcula e informaes obtidasUltravioleta (UV)=190 800 mTrocas de energia nos nveis eletrnicos na molcula. Presena de insaturaes conjugadas. Infravermelho (IV)=2,5 25 m =400 4000cm1Trocas nos movimentos vibracionais e rotacionais na molcula. Detecta os grupos funcionais.Microondas = 9,5 109 HzRessonncia de spin eletrnico ou ressonncia paramagntica de eletro. Detecta radicais livres. Radiofreqncia = 60 600 MHz Ressonncia magntica nuclear, induz troca nas propriedades magnticas de alguns ncleos. Detecta os tipos de H e C presentes no composto.Impacto por feixe de eltrons70 eV ou 6000 kJmol-1Ionizao e fragmentao de molculas. Determinao da massa molecular e deduo da estrutura a partir dos fragmentos.

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