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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Lantanídeos e Actinídeos


Os lantanídeos e actinídeos são duas séries de elementos importantes no campo da química inorgânica. Esses elementos, muitas vezes coletivamente referidos como elementos do "bloco-f", são importantes para uma variedade de aplicações que vão desde a pesquisa científica fundamental até usos industriais práticos. A série dos lantanídeos inclui 15 elementos, abrangendo números atômicos de 57 a 71, começando com Lantânio (La) e indo até Lutécio (Lu). Os actinídeos também incluem 15 elementos, abrangendo números atômicos de 89 a 103, começando com Actínio (Ac) e indo até Laurêncio (Lr).

Visão geral dos lantanídeos

Os lantanídeos, também conhecidos como elementos de terras raras, derivam seu nome do primeiro elemento da série, o lantânio. Esses elementos são conhecidos por suas configurações eletrônicas únicas, tipicamente caracterizadas pelo preenchimento dos orbitais 4f. Os lantanídeos são conhecidos por sua alta susceptibilidade magnética e são frequentemente utilizados em ímãs permanentes e fósforos.

4f bloco

Configuração eletrônica

A configuração eletrônica para os lantanídeos pode ser generalizada da seguinte forma:

[Xe] 4f n 6s 2

Aqui, n varia de 0 a 14 para cada elemento subsequente, a começar com o lantânio. O aumento e o preenchimento específico dos orbitais 4f dão aos lantanídeos suas propriedades distintivas.

Propriedades químicas

Os lantanídeos são geralmente caracterizados por sua reatividade com elementos como oxigênio, halogênios e ácidos. Eles geralmente formam íons trivalentes, que são o resultado da remoção de três elétrons:

Ln → Ln 3+ + 3e -

Uma das características notáveis dos elementos lantanídeos é que suas propriedades químicas são muito semelhantes ao longo da série, o que muitas vezes torna difícil separá-los uns dos outros usando métodos químicos padrão.

Aplicação

Os lantanídeos são usados em muitas indústrias devido às suas propriedades únicas. Por exemplo, Neodímio é essencial na produção de ímãs permanentes fortes, e Európio é importante em materiais fosforescentes usados em telas de televisão e luzes LED. Outros lantanídeos também são encontrados em aplicações como catalisadores no refino de petróleo e polimento de vidro.

Visão geral dos actinídeos

A série de actinídeos foi nomeada após seu primeiro elemento, o actínio. Esses elementos são particularmente conhecidos por suas propriedades radioativas e encontram aplicações importantes na tecnologia nuclear. Ao contrário dos lantanídeos, os actinídeos envolvem o preenchimento dos orbitais 5f.

5f bloco

Configuração eletrônica

A configuração eletrônica padrão para os actinídeos pode ser generalizada da seguinte forma:

[rn] 5fn 6d 0–1 7s 2

Semelhante aos lantanídeos, os actinídeos também têm estados de oxidação variáveis, embora predominantemente apresentem o estado de oxidação +3.

Propriedades químicas

Os actinídeos são predominantemente metais, exibem uma ampla gama de estados de oxidação e são átomos densamente embalados. Isso lhes confere propriedades algo similares às dos metais de transição. Sua capacidade de formar complexos de altos números de coordenação e sua inerente radioatividade os tornam sujeitos de estudo atraentes na química inorgânica.

Aplicação

Talvez o uso mais difundido dos actinídeos seja encontrado no campo da energia nuclear e nas armas. Urânio e Plutônio são elementos importantes usados como combustível em reatores nucleares. Além disso, Tório também está sendo explorado como uma possível alternativa de combustível nuclear devido à sua relativa abundância e características de segurança em comparação com o urânio.

Amerício, outro actinídeo, é usado em detectores de fumaça devido à sua capacidade de emitir partículas alfa, proporcionando uma característica essencial de segurança em muitas residências.

Aspectos comparativos dos lantanídeos e actinídeos

Embora tanto lantanídeos quanto actinídeos ocorram no bloco-f e exibam semelhanças na configuração eletrônica e comportamento, eles diferem consideravelmente em outros aspectos particulares.

Semelhanças

  • Ambas as séries contêm f-orbitais, o que contribui para suas estruturas eletrônicas complexas.
  • Eles geralmente exibem alta reatividade, especialmente em relação aos não metais, como oxigênio e os halogênios.
  • Devido aos fenômenos de contração dos lantanídeos e actinídeos, seus raios iônicos são os mesmos em cada série.

Contraindicações

  • Os lantanídeos são, em sua maioria, não radioativos, enquanto os actinídeos são, em sua maioria, radioativos.
  • Os actinídeos exibem uma gama mais ampla de estados de oxidação do que o estado predominantemente +3 encontrado nos lantanídeos.
  • A ligação química e a química de coordenação dos actinídeos são mais complexas devido ao envolvimento dos orbitais 5f.

Conclusão

Os lantanídeos e actinídeos são uma parte da tabela periódica rica em química complexa e aplicações importantes no mundo real. Das suas configurações eletrônicas aos seus respectivos papéis no avanço da tecnologia, eles são partes essenciais da química inorgânica. Sua capacidade de formar compostos diversificados os torna fascinantes para uma variedade de campos de estudo, prometendo manter sua relevância nos próximos anos.


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Lantanídeos e Actinídeos

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