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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Técnicas Espectroscópicas


As técnicas espectroscópicas desempenham um papel vital na química analítica, proporcionando informações importantes sobre a estrutura molecular, composição e dinâmica das substâncias. Essas técnicas se baseiam na interação entre a radiação eletromagnética e a matéria, levando à absorção, emissão ou espalhamento de luz. Com uma ampla gama de aplicações em áreas como farmacêutica, monitoramento ambiental e segurança alimentar, as técnicas espectroscópicas são fundamentais para a análise química moderna. Abaixo, discutimos vários métodos espectroscópicos chave, explorando seus princípios, aplicações e vantagens um por um.

1. Fundamentos da espectroscopia

A espectroscopia envolve o estudo da interação entre a radiação eletromagnética e a matéria. Quando a luz interage com uma molécula, pode ser absorvida ou emitida, dependendo dos níveis de energia envolvidos. A relação básica que governa essas interações é dada como:

e = hν = hc/λ

Onde:

  • E = energia do fóton
  • h = constante de Planck (6.626 x 10 -34 joules s)
  • ν = frequência da radiação
  • c = velocidade da luz (3.00 x 10 8 m/s)
  • λ = comprimento de onda da radiação

A absorção ou emissão de radiação ocorre em comprimentos de onda específicos correspondentes às diferenças de energia entre os estados quantizados da molécula.

2. Tipos de técnicas espectroscópicas

As técnicas espectroscópicas podem ser amplamente classificadas com base no tipo de radiação eletromagnética utilizada ou no tipo de interação observada. Estas incluem:

  • Espectroscopia UV-visível
  • Espectroscopia de Infravermelho (IR)
  • Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (NMR)
  • Espectrometria de Massa (MS)
  • Espectroscopia Raman
  • Espectroscopia de Raios-X

Cada técnica fornece insights únicos sobre propriedades moleculares e serve a diferentes propósitos analíticos.

3. Espectroscopia UV-visível

A espectroscopia UV-visível é baseada na absorção de luz ultravioleta e visível por moléculas, causando transições eletrônicas. É amplamente utilizada para determinar a concentração de substâncias em solução.

A = εcl

Onde:

  • A = Absorção
  • ε = absorptividade molar
  • c = concentração da solução
  • l = comprimento do caminho da célula amostral

A espectroscopia UV-visível é útil na quantificação de ácidos nucleicos, proteínas e outros macromoléculas biológicas.

Representação visual de exemplo de absorção UV-visível:

4. Espectroscopia de Infravermelho (IR)

A espectroscopia de infravermelho mede vibrações moleculares produzidas por mudanças nos momentos de dipolo quando as moléculas absorvem radiação IR. É particularmente útil para identificar grupos funcionais.

Absorção específica no IR:

Grupo Funcional Número de onda (cm -1)
OH (álcool) 3200-3600
C=O (carbonil) 1700-1750
CH (Alcanos) 2800-3000

Representação visual de exemplo do espectro IR:

5. Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (NMR)

A espectroscopia de NMR usa as propriedades magnéticas de certos núcleos atômicos. Quando colocados em um campo magnético, esses núcleos ressoam em frequências específicas, fornecendo informações detalhadas sobre estrutura molecular, dinâmica e ambiente.

O deslocamento químico é um aspecto chave do NMR e é definido como:

δ = (ν - ν ref) / ν ref x 10 6

onde ν é a frequência de amostragem, e ν ref é a frequência de referência.

Representação visual de exemplo de deslocamentos químicos de NMR:

6. Espectrometria de Massa (MS)

A espectrometria de massa é uma técnica analítica poderosa que determina a relação massa-carga dos íons. É importante para elucidar estruturas moleculares, identificar compostos desconhecidos e quantificar materiais conhecidos.

O espectro de massa exibe picos correspondentes a diferentes isótopos ou fragmentos de uma molécula.

Representação de exemplo de um espectro de massa:

7. Espectroscopia Raman

A espectroscopia Raman é baseada na dispersão da luz, com a maior parte da luz sendo espalhada elasticamente (dispersão de Rayleigh), mas uma pequena fração sendo espalhada inelasticamente com uma frequência diferente (dispersão Raman). É usada para obter informações vibracionais semelhantes à espectroscopia IR, mas com algumas vantagens, como a água não interferindo, tornando-a excelente para soluções aquosas.

O efeito Raman pode ser expresso em termos de uma mudança de energia:

ΔE = hv̅ (1 – r)

onde v̅ é a frequência inicial, e R é a transição vibracional.

Ilustração visual da dispersão Raman:

8. Espectroscopia de Raios-X

A espectroscopia de raios-X envolve a interação dos raios-X com a matéria, causando a excitação de elétrons internos para estados de energia mais elevados. É particularmente útil para estudar complexos metálicos e sistemas inorgânicos, proporcionando insights sobre a configuração eletrônica e propriedades estruturais.

Absorção de raios-X baseada na lei de Beer-Lambert:

I = I 0 e -μx

Onde:

  • I = intensidade após absorção
  • I 0 = intensidade inicial
  • μ = coeficiente de absorção
  • x = comprimento do caminho

Conclusão

As técnicas espectroscópicas são ferramentas indispensáveis na química analítica, cada uma das quais fornece insights únicos sobre a natureza das substâncias. Seja avaliando a pureza através da espectroscopia UV-visível, identificando grupos funcionais por espectroscopia IR, determinando estrutura usando NMR, analisando massa com espectrometria de massa, explorando estados vibracionais através da espectroscopia Raman ou entendendo as configurações eletrônicas na espectroscopia de raios-X, esses métodos fornecem soluções abrangentes para uma miríade de análises químicas.


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