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
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  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
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Espectroscopia UV-visível


A espectroscopia UV-visível é uma forma de espectroscopia de absorção que lida com a região ultravioleta e visível do espectro eletromagnético. Esta técnica analítica é usada para medir a absorbância ou transmitância de uma amostra líquida ou sólida. É uma ferramenta importante na química física para o estudo e análise de estruturas moleculares.

O espectro UV-visível normalmente cobre a faixa de 200 nm a 800 nm. A absorção de luz nessas regiões por moléculas causa transições eletrônicas, tipicamente do estado fundamental para um estado excitado. Compreender essas transições ajuda os químicos a obter informações valiosas sobre a estrutura eletrônica das moléculas.

Princípios básicos

Na espectroscopia UV-visível, um feixe de luz incidente é passado através de uma amostra. Parte da luz é absorvida e a parte restante é transmitida através da amostra. Um espectrômetro mede a intensidade da luz que passa pela amostra e a compara com a intensidade da luz antes de entrar na amostra. Essa comparação fornece dados de absorção ou transmitância, que podem fornecer informações sobre a substância.

O princípio central subjacente à lei de Beer-Lambert é frequentemente usado para relacionar a absorção de luz às propriedades da substância através da qual a luz está viajando. Esta lei é dada como:

A = εlc

Onde:

  • A é a absorbância medida (sem unidade).
  • ε é a absorção molar (L mol-1 cm-1).
  • l é o comprimento do caminho da cubeta que contém a amostra (cm).
  • c é a concentração da espécie absorvente (mol L-1).

Componentes de um espectrofotômetro UV-visível

Um espectrofotômetro UV-visível consiste principalmente nos seguintes componentes:

  • Fonte de luz: Normalmente, uma lâmpada de deutério (para UV) e uma lâmpada de tungstênio (para visível) são usadas para gerar um espectro amplo de luz.
  • Monocromador: Separa a luz de um único comprimento de onda de um espectro amplo.
  • Cubeta: Um pequeno recipiente no qual a solução da amostra é colocada. As cubetas são feitas de materiais como quartzo (para UV) e vidro (para visível) para evitar absorção.
  • Detector: Converte a luz transmitida em um sinal elétrico. Fotodiodo ou tubo fotomultiplicador são comumente usados.
  • Display: Exibe valores de absorção ou transmitância e pode produzir um espectro mostrando como esses valores mudam com o comprimento de onda.

Transições eletrônicas

As transições eletrônicas são a base da absorção na espectroscopia UV-visível. As moléculas absorvem energia luminosa que excita elétrons de orbitais de menor energia (por exemplo, não ligantes ou orbitais π) para níveis de energia mais altos (orbitais anti-ligantes ou σ).

energia estado fundamental estado excitado

Os tipos mais comuns de transições eletrônicas observados na espectroscopia UV-visível incluem:

  • Transições σ → σ*: exigem alta energia e normalmente não ocorrem na faixa UV-visível, exceto em comprimentos de onda muito curtos.
  • Transição n → σ*: Isso envolve pares solitários e é moderadamente rápido.
  • Transições π → π*: Essas transições, observadas em sistemas insaturados como alcenos e aromáticos, são extremamente intensas e caem dentro da faixa típica da espectroscopia UV-visível.
  • Transição n → π*: é menos acentuada e ocorre em uma faixa de energia mais baixa porque o elétron não ligante se move para o orbital π*.

Aplicações da espectroscopia UV-visível

A espectroscopia UV-visível tem uma ampla gama de aplicações, incluindo:

  • Análise qualitativa: Ajuda na identificação de compostos, correspondendo seu espectro a um espectro conhecido.
  • Análise quantitativa: Usada para determinar a concentração de uma amostra usando a lei de Beer-Lambert.
  • Monitoramento de reações: Observando as mudanças no espectro durante a reação, é possível estudar a cinética da reação.
  • Teste de pureza: Verifica a pureza de compostos orgânicos e inorgânicos, analisando linhas espectrais.

Além disso, a espectroscopia UV-visível é amplamente utilizada em bioquímica para estudar proteínas e ácidos nucleicos. Os aminoácidos aromáticos e as bases nucleotídicas absorvem fortemente a luz UV, o que permite determinar concentrações e estrutura de macromoléculas.

Comprimento de Onda (nm) Absorção

Este espectro é um exemplo de um espectro UV-visível que mostra diferentes picos correspondentes a diferentes comprimentos de onda de luz absorvida. Isso revela informações sobre o tipo de transições ocorrendo na molécula.

Fatores que afetam a absorção UV-visível

Vários fatores afetam os espectros de absorção na espectroscopia UV-visível:

  • Concentração: De acordo com a lei de Beer-Lambert, a absorbância é diretamente proporcional à concentração.
  • Comprimento do caminho: Aumentar o comprimento do caminho na cubeta aumenta a capacidade de absorção.
  • Efeito do solvente: Diferentes solventes podem deslocar o máximo de absorção, pois a polaridade do solvente afeta os níveis de energia.
  • Temperatura: O aumento da temperatura pode causar o alargamento das linhas espectrais devido ao aumento do movimento molecular.

A polaridade do solvente pode causar um deslocamento conhecido como desvio batocrômico (desvio para o vermelho) ou hipocrômico (desvio para o azul). Da mesma forma, os efeitos hipercrômicos e hipocrômicos referem-se a um aumento ou diminuição na capacidade de absorção.

Vantagens e limitações da espectroscopia UV-visível

Vantagens:

  • Tecnologia não destrutiva.
  • Execução rápida e fácil.
  • Alta precisão e reprodutibilidade.
  • Ampla aplicabilidade para compostos orgânicos e inorgânicos.

Limitações:

  • Compostos com espectros similares não podem ser distinguidos.
  • A análise quantitativa requer calibração.
  • Não é adequado para medir amostras turvas e de alta dispersão.

Conclusão

A espectroscopia UV-visível é uma ferramenta poderosa e versátil na química física. Desde a análise da natureza eletrônica das moléculas até a determinação de concentrações em solução, esta técnica fornece uma riqueza de informações, tornando-a uma parte integrante da pesquisa em ciências químicas, biológicas e de materiais.

No geral, a compreensão das complexidades da espectroscopia UV-visível, desde seus princípios até aplicações, melhora a capacidade de um pesquisador de explorar o enorme potencial que esta técnica oferece na exploração de estruturas moleculares.


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