Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

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Espectroscopia Eletrônica


A espectroscopia eletrônica é uma ferramenta essencial na química física usada para estudar transições eletrônicas em moléculas. Ela se concentra na absorção e emissão de luz por elétrons em átomos e moléculas, fornecendo informações sobre a estrutura eletrônica e a dinâmica desses sistemas. O campo inclui uma variedade de métodos, incluindo espectroscopia UV-vis, espectroscopia de fluorescência e espectroscopia fotoeletrônica.

Princípios básicos

A espectroscopia eletrônica é baseada na quantização dos níveis de energia em moléculas. Quando uma molécula absorve energia, os elétrons são promovidos de um estado de baixa energia para um estado de alta energia. A diferença de energia entre esses estados corresponde à energia da luz absorvida. Isso pode ser representado matematicamente como:

E = hν = E_2 - E_1

Nesta fórmula, E é a energia da luz absorvida, h é a constante de Planck, ν é a frequência da luz, E_2 é a energia do estado excitado e E_1 é a energia do estado fundamental.

E_1 E_2 hν = E_2 - E_1

Transições eletrônicas envolvem mudanças na distribuição dos elétrons em uma molécula, o que muitas vezes afeta seu comportamento químico. Isso é importante em áreas como fotossíntese e ciência dos materiais, onde a compreensão dessas transições pode ajudar a projetar reações químicas melhores ou desenvolver novos materiais.

Tipos de métodos de espectroscopia eletrônica

Espectroscopia UV-visível

A Espectroscopia UV-Visível (UV-Vis) mede a absorção de luz ultravioleta ou visível por moléculas. Este método é particularmente útil para estudar sistemas conjugados, onde os elétrons podem facilmente transitar entre diferentes estados de energia deslocalizados. O comprimento de onda em que ocorre a absorção máxima fornece informações sobre a diferença de energia entre os estados fundamental e excitado. Por exemplo:

λ_max ≈ 200 - 800 nm

A espectroscopia UV-Vis é amplamente utilizada na análise de pigmentos, moléculas biológicas e ligações químicas. Um exemplo típico é determinar a concentração de uma substância em uma solução utilizando a lei de Beer-Lambert:

A = εcl

Aqui, A é a absorbância, ε é a absortividade molar, c é a concentração e l é o comprimento do caminho da célula de amostra.

Espectroscopia de fluorescência

A espectroscopia de fluorescência envolve excitar elétrons para níveis de energia mais elevados e então medir a luz emitida quando eles retornam ao estado fundamental. Esta técnica é altamente sensível, proporcionando informações valiosas sobre ambientes moleculares e processos. O comprimento de onda da luz emitida geralmente é mais longo que o da luz absorvida devido a perdas de energia:

λ_em > λ_ex

Aplicações da espectroscopia de fluorescência incluem o estudo da dinâmica de proteínas, ácidos nucleicos e outras biomoléculas. Ao marcar componentes específicos com sondas fluorescentes, os cientistas podem rastrear interações e conformações em sistemas biológicos complexos.

Espectroscopia fotoeletrônica

A espectroscopia fotoeletrônica (PES) investiga a energia cinética dos elétrons ejetados de um material quando irradiados com fótons de alta energia. Isso fornece informações detalhadas sobre a estrutura eletrônica, particularmente a energia de ligação dos elétrons em átomos e moléculas. A equação central é:

E_kin = hν - E_B

Aqui, E_kin é a energia cinética do elétron ejetado, hν é a energia do fóton e E_B é a energia de ligação do elétron.

Aplicações da espectroscopia eletrônica

As aplicações da espectroscopia eletrônica abrangem várias disciplinas científicas. Em ciência dos materiais, ela ajuda a caracterizar novos materiais e explorar suas propriedades eletrônicas. Em química, é útil no monitoramento de reações, estudos mecanísticos e no design de compostos fotoquimicamente ativos. Em biologia, essas técnicas são importantes no estudo da estrutura e dinâmica de biomoléculas.

Percepções sobre estrutura e dinâmica molecular

Informações obtidas da espectroscopia eletrônica podem ser utilizadas para inferir estruturas moleculares, como comprimentos de ligação, ângulos e distribuições eletrônicas. As energias de transição também podem lançar luz sobre dinâmicas moleculares, caminhos de reação e processos de transferência de energia.

Conclusão

A espectroscopia eletrônica é uma pedra angular da química física, aumentando nossa compreensão das interações luz-matéria em átomos e moléculas. Sua ampla gama de técnicas e aplicações está em constante evolução, prometendo um entendimento mais profundo dos sistemas químicos e biológicos no nível eletrônico.


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