Doutorado
  1. Química inorgânica  1.1. Química de coordenação  1.1.1. Teoria do campo dos ligantes  1.1.2. Teoria do campo cristalino  1.1.3. Teoria de Orbital Molecular para Compostos de Coordenação  1.1.4. Estabilidade de Compostos de Coordenação  1.1.5. Espectros eletrônicos de compostos de coordenação  1.1.6. Isomerismo em Compostos de Coordenação  1.1.7. Cinética e mecanismo das reações de coordenação  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos metálicos  1.2.2. Alquil e aril metálico  1.2.3. Carbonos de Fischer e Schrock  1.2.4. Adição Oxidativa e Eliminação Redutiva  1.2.5. Hidretos Metálicos  1.2.6. Catalysis by organometallic compounds  1.2.7. Metallocenos e Complexos Sanduíche  1.2.8. Ativação de CH  1.3. Química do estado sólido  1.3.1. Estruturas e Redes Cristalinas  1.3.2. Teoria de bandas e propriedades elétricas  1.3.3. Defeitos no cristal  1.3.4. Síntese de materiais de estado sólido  1.3.5. Propriedades magnéticas e ópticas dos sólidos  1.3.6. Supercondutividade  1.3.7. Íons em estado sólido  1.4. Química Bio-inorgânica  1.4.1. Metaloproteínas e enzimas  1.4.2. Transporte e armazenamento de íons metálicos  1.4.3. O papel dos metais na medicina  1.4.4. Catálise bioinspirada  1.4.5. Interações Metal-DNA  1.4.6. Complexos Metálicos na Ciência Médica  1.5. Lantanídeos e Actinídeos  1.5.1. Configuração eletrônica e estados de oxidação em lantanídeos e actinídeos  1.5.2. Propriedades Espectrais e Magnéticas em Lantanídeos e Actinídeos  1.5.3. Separação e Extração de Lantanídios e Actinídios  1.5.4. Química de coordenação dos elementos do bloco f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de compostos de boro  1.6.2. Química dos Compostos de Silício e Germânio  1.6.3. Química dos Compostos de Fósforo e Enxofre  1.6.4. Química de organossilício  1.6.5. Química dos Gases Nobres
  2. Química Orgânica  2.1. Mecanismo de reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição e substituição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de Rearranjo  2.1.5. Reações Radicais  2.1.6. Reações Pericíclicas  2.1.7. Reações fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidade e atividade óptica  2.2.2. Análise estrutural  2.2.3. Efeitos estereoeletrônicos  2.2.4. Síntese assimétrica  2.2.5. Estereoquímica Dinâmica  2.3. Química Organometálica na Síntese Orgânica  2.3.1. Reagentes de organolítio e organomagnésio  2.3.2. Reações de acoplamento catalisadas por metais de transição  2.3.3. Reações catalisadas por paládio  2.3.4. Metátese de Olefinas  2.3.5. Catálise de ouro e prata  2.4. Química de produtos naturais  2.4.1. Alcaloides e terpenoides  2.4.2. Esteróides e Flavonoides  2.4.3. Síntese total de produtos naturais  2.4.4. Biossíntese de produtos naturais  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química Hospedeiro-Convidado  2.5.2. Auto-organização e reconhecimento molecular  2.5.3. Catalise Supramolecular  2.5.4. Máquinas Moleculares
  3. Química Física  3.1. Termodinâmica  3.1.1. Leis da Termodinâmica  3.1.2. Potencial Químico e Equilíbrio  3.1.3. Termodinâmica Estatística  3.1.4. Termodinâmica de não equilíbrio  3.2. Química Quântica  3.2.1. Equação de Schrödinger e suas aplicações  3.2.2. Teoria do orbital molecular  3.2.3. Teoria do funcional da densidade  3.2.4. Post-Hartree–Fock methods  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoria da taxa de reação  3.3.2. Mecanismo e leis de velocidade  3.3.3. Catalise e cinética enzimática  3.3.4. Dinâmica de reações  3.4. Espectroscopia e estrutura molecular  3.4.1. Espectroscopia de Infravermelho  3.4.2. Espectroscopia UV-visível  3.4.3. Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometria de Massa  3.4.5. Espectroscopia Raman  3.5. Química de Superfícies e Coloides  3.5.1. Absorção e Catálise  3.5.2. Tensioativos e micelas  3.5.3. Estabilidade Coloidal  3.5.4. Nanomateriais e Interfaces
  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  4.1.4. Cromatografia Iônica  4.2. Técnicas Eletroanalíticas  4.2.1. Voltametria e Polarografia  4.2.2. Condutometria e potenciometria  4.2.3. Colometria  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.3.2. Espectroscopia de Fluorescência  4.3.3. Difração de raios-X  4.3.4. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  4.4. Quimiometria  4.4.1. Processamento de dados e métodos estatísticos  4.4.2. Análise multidisciplinar  4.4.3. Aprendizado de Máquina em Química Analítica
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.3. Design de fármacos computacional  5.4. Aprendizado de Máquina em Química  5.5. Dinâmica molecular ab initio
  6. Biofísica e Química Medicinal  6.1. Descoberta e Design de Medicamentos  6.2. Cinética enzimática e inibição  6.3. Abordagem de biologia química  6.4. Interações proteína-ligante  6.5. Química bio-ortogonal
  7. Química de materiais  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerização  7.1.2. Polímeros Funcionais  7.1.3. Polímero Biodegradável  7.1.4. Polímeros condutores e semicondutores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas e nanoestruturas  7.2.2. Nanomateriais à base de carbono  7.2.3. Pontos quânticos  7.3. Química Energética e Ambiental  7.3.1. Química de Baterias e Células a Combustível  7.3.2. Química verde e materiais sustentáveis  7.3.3. Fotocatálise

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Espectros eletrônicos de compostos de coordenação


Compostos de coordenação, também chamados de compostos complexos, têm sido um assunto de grande interesse no campo da química. O estudo de seus espectros eletrônicos é importante, pois fornece informações sobre suas propriedades estruturais e eletrônicas, o que ajuda a entender seu comportamento em vários processos químicos. Os espectros eletrônicos desses compostos surgem de transições eletrônicas entre diferentes níveis de energia, principalmente devido à presença de elétrons d em íons de metais de transição.

Noções básicas de compostos de coordenação

Compostos de coordenação contêm um átomo ou íon de metal central que está ligado a moléculas ou íons circundantes, chamados de ligantes. A ligação metal-ligante envolve orbitais d em metais de transição, e essas interações levam à formação de estruturas eletrônicas únicas.

Componentes dos compostos de coordenação

  • Átomo ou íon de metal central: Geralmente um metal de transição, caracterizado por orbitais d.
  • Ligantes: Moléculas ou íons que doam pares de elétrons para o centro metálico, formando ligações de coordenação.
  • Número de coordenação: O número de átomos doadores de ligantes ligados ao metal central.

Compreendendo os espectros eletrônicos

Espectros eletrônicos surgem da absorção de luz, causando transições de elétrons dentro de orbitais d. No contexto dos compostos de coordenação, as transições mais relevantes são:

  • Transição D-D: Transição entre orbitais d de diferentes energias devido à divisão do campo cristalino.
  • Transição de transferência de carga: Envolve a transferência de elétrons entre metal e ligante.

Conceitos-chave

Para entender os espectros eletrônicos de compostos de coordenação, é necessário compreender alguns conceitos-chave, como a teoria do campo cristalino, teoria do campo de ligantes e a série espectroquímica.

Teoria do campo cristalino

A teoria do campo cristalino (CFT) descreve o efeito da aproximação do ligante ao íon metálico em termos de interações eletrostáticas. Em um campo octaédrico, a aproximação do ligante ao longo dos eixos leva à repulsão dos orbitais d do metal e divisão em dois grupos:

    - t 2g: três orbitais (d xy, d xz, d yz)
    - e g: dois orbitais (d z 2, d x 2 -y 2)
e.g. T2G

A diferença de energia entre esses conjuntos de orbitais corresponde à energia de divisão do campo cristalino (Δ). Quando essas energias de absorção estão na região visível, o composto exibe cores.

Teoria do campo de ligantes

A teoria do campo de ligantes é baseada na CFT e considera interações covalentes incorporando a teoria do orbital molecular. As ligações metal-ligante podem ter caráter covalente parcial, o que afeta ainda mais os níveis de energia e os espectros observados.

Série espectroquímica

A série espectroquímica organiza ligantes com base em sua capacidade de dividir orbitais d. Ligantes de campo forte, como CN - e CO, causam uma maior divisão do que ligantes de campo fraco, como I - ou Br -. Como resultado, as características de cor e absorção dos compostos de coordenação variam consideravelmente dependendo dos ligantes presentes.

A série espectroquímica é representada da seguinte forma:

I - < Br - < S 2- < SCN - < Cl - < NO 3 - < F - < OH - < C 2 O 4 2- < H 2 O < NCS - < EDTA 4- < NH 3 < en < bipy < phen < NO 2 - < PPh 3 < CN - < CO

Interpretação de espectros eletrônicos: Um exemplo

Consideremos o complexo octaédrico [Co(NH 3) 6] 3+. Neste complexo, usamos espectroscopia eletrônica para determinar os tipos de transições eletrônicas e os comprimentos de onda de absorção:

  1. Transições dd: Em um campo octaédrico, o íon de Co 3+ passará por transições dd. Essas transições são frequentemente proibidas pelas regras de seleção, tornando-as fracas, mas observáveis.
  2. Transferência de carga: O processo de transferência de carga pode envolver a transferência de elétrons do ligante para o metal ou vice-versa, resultando em forte absorção.
Associate

A absorção de luz causa a excitação de orbitais t 2g de baixa energia para orbitais e g de alta energia. Esta diferença de energia pode ser determinada, fornecendo informações sobre a extensão da divisão dos orbitais e a natureza dos ligantes.

Aplicações e significância

O estudo dos espectros eletrônicos de compostos de coordenação tem várias aplicações em campos como química analítica, ciência dos materiais e até medicina.

Química analítica

As cores características dos compostos de coordenação podem ser usadas para fins analíticos, como identificar metais de transição ou determinar suas concentrações em uma amostra usando espectrofotometria.

Física

Os compostos de coordenação são usados para desenvolver novos materiais com propriedades eletrônicas, magnéticas e ópticas únicas. Por exemplo, eles são importantes no desenvolvimento de corantes e pigmentos, bem como de catalisadores.

Medicina

A capacidade de compostos de coordenação de interagir fortemente com moléculas biológicas os torna úteis em produtos farmacêuticos. Por exemplo, alguns complexos de platina são usados no tratamento do câncer.

Conclusão

Os espectros eletrônicos de compostos de coordenação fornecem informações detalhadas sobre sua estrutura eletrônica e comportamento químico. Ao entender as alterações que ocorrem, os cientistas podem elucidar propriedades estruturais, prever reatividade e aplicar esses compostos em vários contextos científicos e industriais.

Esta exploração dos espectros eletrônicos não apenas avança nosso conhecimento em química de coordenação, mas também abre caminho para avanços em muitos campos científicos ao aproveitar as propriedades únicas desses compostos.


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