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

Doutorado → Química inorgânica → Lantanídeos e Actinídeos ↓


Propriedades Espectrais e Magnéticas em Lantanídeos e Actinídeos


Lantanídeos e actinídeos são duas séries fascinantes de elementos na tabela periódica, conhecidas principalmente por suas propriedades espectrais e magnéticas únicas. Os lantanídeos, também conhecidos como elementos de terras raras, incluem 15 elementos, variando de lantânio (La) a lutécio (Lu). Os actinídeos incluem 15 elementos, variando de actínio (Ac) a laurêncio (Lr). Coletivamente, essas duas séries oferecem várias propriedades fascinantes devido às suas configurações eletrônicas especiais.

Compreendendo a configuração eletrônica

As configurações eletrônicas dos lantanídeos e actinídeos levam às suas propriedades únicas. Esses elementos possuem orbitais f incompletos:

Lantanídeos: [Xe] 4f 1-14 5d 0-1 6s 2
Actinídeos: [Rn] 5f 0-14 6d 0-1 7s 2

A presença de elétrons nos orbitais f é importante porque esses orbitais estão profundamente enterrados dentro dos átomos e são blindados pelos orbitais externos 5s e 5p (lantanídeos) ou 6s e 6p (actinídeos). Essa característica contribui para o efeito de blindagem e afeta tanto as propriedades espectrais quanto magnéticas.

Propriedades espectrais

As propriedades espectrais dos lantanídeos e actinídeos surgem de transições eletrônicas dentro dos orbitais f. Nos lantanídeos, os elétrons 4f são bem blindados pelos elétrons 5s e 5p, resultando em espectros de linha aguda, enquanto nos actinídeos as transições geralmente ocorrem entre os orbitais 5f e são mais amplas.

Espectros de absorção nos lantanídeos

Os lantanídeos mostram bandas de absorção agudas características devido à transição 4f-4f. Essas bandas não são muito afetadas pelo ambiente circundante, resultando em um espectro de absorção semelhante tanto em solução quanto em estado sólido.

Comprimento de onda (nm) la CE PR Ra o'clock S.M. European Union

O diagrama acima mostra as posições de comprimento de onda dos picos de absorção de diferentes elementos lantanídeos.

Espectros de emissão

Os lantanídeos exibem espectros de emissão característicos, com linhas claras e bem definidas causadas pela emissão das transições 4f-4f. Por exemplo, európio e térbio são bem conhecidos por sua fluorescência, onde o európio emite vermelho e o térbio emite verde.

Os actinídeos têm uma estrutura eletrônica mais complexa do que os lantanídeos, levando a espectros mais amplos e menos definidos. Os elétrons 5f estão envolvidos na ligação, o que afeta o perfil espectral.

Propriedades magnéticas

As propriedades magnéticas, tanto nos lantanídeos quanto nos actinídeos, derivam da presença de elétrons f não pareados. Suas propriedades magnéticas podem ser explicadas considerando-se os seguintes fatores:

  • número de elétrons não pareados
  • acoplamento spin-órbita
  • efeito de campo cristalino

Propriedades magnéticas dos lantanídeos

Os lantanídeos geralmente mostram propriedades paramagnéticas devido a elétrons 4f não pareados. Por exemplo, o gadolínio tem sete elétrons desemparelhados e alta susceptibilidade magnética. Em contraste, lantanídeos como o lutécio são diamagnéticos porque todos os orbitais f estão pareados.

Alto Médio Alto Médio Alto Susceptibilidade magnética

A figura mostra a variação na susceptibilidade magnética entre diferentes lantanídeos, com azul indicando alta susceptibilidade e verde indicando nível médio.

Propriedades magnéticas dos actinídeos

As propriedades magnéticas dos actinídeos são mais complexas porque a participação do elétron 5f tanto no spin quanto na órbita contribui para a magnetização. Geralmente, os actinídeos têm momentos magnéticos maiores do que os lantanídeos, em parte devido ao acoplamento spin-órbita significativo.

Por exemplo, o urânio exibe sequências antiferromagnéticas e ferromagnéticas em diferentes situações devido às suas interações eletrônicas complexas.

Conclusão

Na compreensão das propriedades espectrais e magnéticas dos lantanídeos e actinídeos, sua configuração eletrônica e comportamento orbital desempenham um papel crucial. Lantanídeos com elétrons 4f bem blindados exibem espectros caracteristicamente nítidos e comportamento paramagnético previsível devido aos elétrons não pareados. No entanto, actinídeos têm espectros amplos e fenômenos magnéticos complexos decorrentes de orbitais 5f menos blindados, resultando em acoplamento spin-órbita substancial e variações nas interações magnéticas.

Tais propriedades complexas têm inúmeras aplicações, como na criação de materiais fluorescentes, catalisadores e aplicações magnéticas avançadas, tornando o estudo desses elementos uma área intensa na química inorgânica.


Doutorado → 1.5.2


U
username
0%
concluído em Doutorado

← Anterior (1.5.1)
Configuração eletrônica e estados de oxidação em lantanídeos e actinídeos
Próximo (1.5.3) →
Separação e Extração de Lantanídios e Actinídios

Comentários 



Propriedades Espectrais e Magnéticas em Lantanídeos e Actinídeos

https://www.chemistryelite.com/phd/1.5.2?ceal=pt