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 e determinação estrutural


A espectroscopia é uma ferramenta poderosa usada para determinar a estrutura das moléculas em química orgânica. Envolve a interação da matéria com a radiação eletromagnética para fornecer informações detalhadas sobre a estrutura molecular, dinâmica e ambiente. Este campo desempenha um papel essencial na química, permitindo que os cientistas compreendam a estrutura e a qualidade das substâncias. Hoje, exploraremos os diferentes tipos de técnicas de espectroscopia comumente usados em química orgânica e como eles auxiliam na determinação estrutural.

Tipos de espectroscopia

Espectroscopia infravermelha (IR)

A espectroscopia infravermelha envolve a absorção de luz infravermelha por uma molécula, causando uma alteração nos níveis de energia vibracional. Isso ajuda a identificar grupos funcionais em uma molécula, pois diferentes ligações absorvem diferentes comprimentos de onda.

Grupos funcionais, como -OH, -NH e -CH, podem ser facilmente identificados.
4000 400 Espectro IR

Um exemplo do uso de espectroscopia IR é identificar o grupo carbonil (C=O), que geralmente mostra um pico forte em torno de 1700 cm-1.

Espectroscopia ultravioleta-visível (UV-Vis)

A espectroscopia UV-Vis envolve a absorção de luz ultravioleta ou visível por elétrons em uma molécula, o que pode causar transições eletrônicas. Este tipo de espectroscopia é útil no estudo de sistemas conjugados e compostos com pi-elétrons.

Por exemplo, UV-Vis pode analisar dienos conjugados e compostos aromáticos.
200 800 Espectro UV-Vis

O benzeno apresenta um pico de absorção característico na região UV devido à transição pi para pi*.

Espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN)

A espectroscopia de RMN é uma das técnicas mais poderosas para determinação estrutural em química orgânica. Este método utiliza as propriedades magnéticas de certos núcleos. Quando colocados em um campo magnético, esses núcleos absorvem radiação a frequências específicas, dependendo do seu ambiente eletrônico.

Os núcleos comuns analisados são 1H e 13C.

1H RMN: Fornece informações sobre os átomos de hidrogênio em uma molécula orgânica.

1 10 Espectro RMN

Cada pico indica uma atmosfera de hidrogênio, com deslocamentos químicos variando dependendo dos átomos vizinhos e da densidade da nuvem eletrônica.

Métodos de determinação estrutural

A determinação estrutural em química orgânica depende da análise detalhada fornecida por vários métodos espectroscópicos. Uma vez obtidos os espectros, a interpretação é importante para prever a estrutura.

Interpretação dos espectros IR

No espectro IR, a posição e a intensidade dos picos fornecem informações sobre os grupos funcionais presentes. Ao analisar o espectro IR, considere as seguintes etapas:

  1. Identifique os picos fortes e largos característicos da extensão de OH em álcoois e fenóis que normalmente ocorrem entre 3300-3500 cm-1.
  2. Observe picos acentuados entre 1600-1700 cm-1, que indicam alongamento de C=O.
  3. Compare a intensidade dos picos com padrões conhecidos ou espectros de referência.

Interpretação dos espectros UV-Vis

Os espectros UV-Vis envolvem a análise de picos de absorção relacionados a transições eletrônicas. Conhecer o básico do espectro ajuda:

  • Entender os valores máximos de λ (lambda max), que indicam excitações eletrônicas.
  • Relacionar a intensidade da absorção à probabilidade de transição eletrônica - consequente mais estendida geralmente leva a uma absorção em comprimento de onda mais alto.

Interpretação dos espectros de RMN

Os espectros de RMN requerem a análise de deslocamentos químicos, integração e padrões de acoplamento:

  1. Deslocamento químico: Reflete o ambiente do núcleo absorvente. Quanto mais o próton é despolarizado (geralmente por átomos eletronegativos), maior o deslocamento químico.
  2. Integração: A área sob o pico de RMN é proporcional ao número de hidrogênios presentes nele.
  3. Padrão de partição: Fornece informações sobre hidrogênios vizinhos através da regra n+1, onde n é o número de hidrogênios adjacentes.

Exemplos de explicações estruturais

Para uma explicação estrutural, considere uma molécula simples, como o etanol (C2H5OH).

Uso da espectroscopia IR para etanol

C2H5OH Espectro IR:
  • Pico largo típico em torno de 3300 cm-1 devido à extensão de OH.
  • Pico intenso próximo a 2900 cm-1 devido à extensão de CH.

Uso da espectroscopia RMN para etanol

Espectro 1H RMN:
  • Trio em cerca de 1,2 ppm para o grupo CH3 - divisão por dois prótons adjacentes (regra n+1).
  • O quarteto para o grupo CH2 em cerca de 3,6 ppm - divisão por três prótons adjacentes.
  • Singular em cerca de 5,0 ppm para o próton OH.

Ao combinar os insights obtidos da espectroscopia IR, RMN e UV-Vis, os químicos podem prever a estrutura molecular e confirmar a presença de grupos funcionais específicos dentro de um composto dado.

Conclusão

Espectroscopia e determinação estrutural são técnicas fundamentais em química orgânica. A investigação detalhada dos espectros permite que os químicos desvendem as complexidades moleculares das substâncias. À medida que as técnicas avançam, esses métodos se tornam mais sofisticados e precisos, tornando-os ferramentas indispensáveis não apenas na pesquisa acadêmica, mas também nas indústrias farmacêutica e química, onde a compreensão da estrutura molecular é crucial.

Compreender e dominar essas técnicas requer estudo diligente e prática, mas elas trazem a possibilidade emocionante de desvendar os mistérios da arquitetura molecular.


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Espectroscopia e determinação estrutural

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