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


A espectroscopia é uma ferramenta fundamental utilizada na química física para estudar a interação entre a matéria e a radiação eletromagnética. Esta técnica é valiosa na identificação da estrutura e composição de moléculas. Analisando o espectro de uma substância, pode-se inferir várias propriedades, como níveis de energia, movimento molecular e até mesmo o ambiente ao redor da substância dentro da amostra.

Introdução à espectroscopia

A espectroscopia envolve o estudo de como a luz interage com a matéria. O termo "luz" abrange uma ampla gama de radiações eletromagnéticas, desde raios gama até ondas de rádio. Essas interações fornecem uma grande quantidade de informações sobre a estrutura atômica e molecular das substâncias. Basicamente, quando a matéria absorve ou emite radiação eletromagnética, isso ocorre em diferentes níveis de energia, que podem ser observados como um espectro.

Espectro eletromagnético

O espectro eletromagnético inclui vários tipos de radiação, cada um com seus próprios comprimentos de onda e frequências característicos. O espectro pode ser dividido em várias regiões, que são ordenadas por comprimento de onda:

  • Raios Gama
  • Raios X
  • Radiação Ultravioleta (UV)
  • Luz visível
  • Radiação Infravermelha (IR)
  • Micro-ondas
  • Ondas de rádio

A interação dessas diferentes regiões do espectro eletromagnético com a matéria forma a base de várias técnicas espectroscópicas. Por exemplo, a espectroscopia UV-visível foca nas regiões UV e visível, enquanto a espectroscopia IR foca na região infravermelha.

Fundamentos da espectroscopia

No cerne da espectroscopia estão as transições entre diferentes níveis de energia dentro de átomos ou moléculas. Quando um fóton de radiação eletromagnética é absorvido por uma molécula, ele pode ser promovido de um estado de energia mais baixo para um estado de energia mais alto. Essa mudança pode ser descrita pela equação:

ΔE = E_alta - E_baixa

Aqui, ΔE é a diferença de energia entre os estados alto e baixo, correspondendo à energia do fóton absorvido. De acordo com a equação de Planck, a energia de um fóton está relacionada à sua frequência (ν) e comprimento de onda (λ) por esta relação:

E = hν = hc/λ

onde h é a constante de Planck, ν é a frequência da radiação, c é a velocidade da luz e λ é o comprimento de onda. Esta relação forma a base para identificar o tipo de transição ocorrendo durante as medições espectroscópicas.

Tipos de espectroscopia

Uma variedade de métodos espectroscópicos foi desenvolvida para investigar diferentes tipos de interações moleculares e atômicas. Cada técnica foca em uma interação particular caracterizada pela energia da radiação eletromagnética sendo utilizada:

Espectroscopia Ultravioleta-visível (UV-Vis)

A espectroscopia UV-Vis mede a absorção de luz nas regiões UV e visível do espectro eletromagnético. Esta técnica é frequentemente usada para determinar a concentração de uma substância em solução usando a lei de Beer-Lambert:

A = εlc

onde A é a absorbância, ε é a absortividade molar, l é o comprimento do caminho da cubeta e c é a concentração da solução.

luz incidente Amostra luz transmitida

Espectroscopia Infravermelha (IR)

A espectroscopia IR é usada para investigar transições vibracionais e rotacionais em moléculas, fornecendo informações sobre a estrutura molecular. Grupos funcionais dentro de uma molécula absorvem frequências específicas de radiação IR, resultando em um espectro que age como uma impressão digital molecular.

Molécula

A espectroscopia IR é altamente eficaz na caracterização de grupos funcionais como carbonila, hidroxila e alceno devido aos seus picos de absorção característicos.

Espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN)

A espectroscopia RMN se baseia na absorção de radiação de radiofrequência por núcleos em um campo magnético. O espectro resultante fornece informações valiosas sobre o ambiente do núcleo (geralmente hidrogênio ou carbono), ajudando a elucidar a estrutura e a dinâmica molecular.

Campo Magnético ondas de rádio

Espectrometria de massa (EM)

Embora não seja uma forma de espectroscopia pela definição estrita, a espectrometria de massa tem princípios semelhantes. Esta técnica mede a razão massa-carga dos íons. Ionizando compostos químicos e analisando seus espectros de massa, pode-se determinar peso molecular e estrutura.

Aplicações da espectroscopia

A espectroscopia tem uma ampla gama de aplicações em diversas áreas de pesquisa e indústria:

Análise química

A espectroscopia fornece um método poderoso para análise química qualitativa e quantitativa. Por exemplo, a espectroscopia UV-Vis é usada para medir a concentração de substâncias em solução, enquanto a espectroscopia FTIR (infravermelho com transformada de Fourier) identifica compostos orgânicos e inorgânicos com base em seus grupos funcionais.

Bioquímica e medicina

A espectroscopia RMN desempenha um papel importante na elucidação da estrutura de biomoléculas como proteínas e ácidos nucléicos. Além disso, a RM (ressonância magnética), derivada dos princípios da RMN, é uma ferramenta importante no diagnóstico médico.

Ciência ambiental

A espectroscopia é utilizada no monitoramento de poluentes ambientais. Por exemplo, métodos espectroscópicos são usados para detectar a quantidade de metais e poluentes orgânicos em amostras de água, solo e ar.

Conclusão

A espectroscopia é uma técnica essencial na química física e áreas afins, fornecendo informações detalhadas sobre as propriedades estruturais e dinâmicas da matéria. Sua capacidade de fornecer informações precisas e detalhadas a torna uma ferramenta inestimável para pesquisadores de várias disciplinas.


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