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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Métodos Espectroscópicos


A espectroscopia é um método importante na química analítica, usado para estudar a interação entre a matéria e a radiação eletromagnética. É uma ferramenta fundamental para analisar a composição e a estrutura das substâncias. A espectroscopia evoluiu consideravelmente, com muitas técnicas disponíveis para analisar várias propriedades das substâncias.

Introdução à espectroscopia

A espectroscopia envolve a medição da absorção, emissão ou dispersão de radiação eletromagnética por átomos ou moléculas. Essa medição fornece informações sobre os níveis de energia, estrutura e dinâmica dessas entidades. A ideia principal é monitorar a intensidade da radiação em função do comprimento de onda, frequência ou energia, o que pode fornecer uma "impressão digital espectral" para diferentes substâncias.

Tipos de métodos espectroscópicos

Existem muitos tipos de métodos espectroscópicos, cada um adequado para um tipo específico de análise. Alguns dos principais tipos são os seguintes:

  1. Espectroscopia ultravioleta-visível (UV-Vis)
  2. Espectroscopia de infravermelho (IR)
  3. Espectroscopia Raman
  4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN)
  5. Espectrometria de massa (MS)
  6. Espectroscopia de raios X

Espectroscopia ultravioleta-visível (UV-Vis)

A espectroscopia UV-Vis é usada para determinar a absorção de luz UV ou visível por uma substância. É amplamente utilizada para medir a concentração de analitos em solução com base na lei de Beer:

A = εlc

Onde:

  • A é a absorção.
  • ε é a capacidade de absorção molar.
  • l é o comprimento do caminho da cela da amostra.
  • c é a concentração do composto na solução.

Por exemplo, considere a absorção de luz por um composto colorido em água. Medindo a absorção em um comprimento de onda específico, pode-se determinar a concentração desse composto. Isso é particularmente útil para estudar complexos de metais de transição ou compostos orgânicos que contêm sistemas conjugados.

Comprimento de onda (nm)Absorçãoλ máx

Espectroscopia de infravermelho (IR)

A espectroscopia de infravermelho envolve o estudo das vibrações moleculares que ocorrem quando a radiação IR é absorvida por uma substância. É particularmente útil para identificar grupos funcionais e estudar estruturas moleculares.

Quando uma molécula absorve radiação IR, ocorrem mudanças vibracionais nela. O espectro IR é plotado como um gráfico de transmitância ou absorbância versus número de onda (cm -1). Cada pico corresponde a uma vibração específica na molécula.

Um exemplo de aplicação de espectroscopia IR é identificar compostos orgânicos. Grupos funcionais comuns, como álcoois, aminas, cetonas e ácidos carboxílicos, têm picos de absorção característicos.

Número de onda (cm -1)Transmitância (%)Alongamento de OH

Espectroscopia Raman

A espectroscopia Raman é baseada na dispersão inelástica da luz, conhecida como dispersão Raman. Esta espectroscopia é complementar à espectroscopia IR e é particularmente útil para estudar vibrações moleculares em moléculas simétricas, que podem ser fracas na região IR.

Na espectroscopia Raman, o deslocamento na energia da luz dispersada fornece informações sobre os modos de vibração das moléculas. É útil no estudo de compostos inorgânicos e orgânicos, sistemas biológicos e ciência dos materiais.

Por exemplo, no estudo de materiais de carbono, a espectroscopia Raman pode distinguir entre diferentes formas de carbono, como grafite, diamante e carbono amorfo.

Espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN)

A espectroscopia RMN é uma técnica poderosa baseada na interação entre spins nucleares e um campo magnético externo. Este método fornece informações detalhadas sobre a estrutura, dinâmica, estado de reação e ambiente químico das moléculas.

Em um experimento típico de RMN, os núcleos absorvem radiação de radiofrequência na presença de um campo magnético. O espectro RMN resultante é um gráfico da intensidade dessa radiação contra a frequência.

δ = (ν - ν ref ) / ν ref × 10 6 ppm

Onde:

  • δ é o deslocamento químico em partes por milhão (ppm).
  • ν é a frequência de amostragem.
  • νref é a frequência de referência.

Por exemplo, na análise de compostos orgânicos, a RMN pode fornecer informações sobre o número de ambientes de prótons, os ambientes eletrônicos e a conectividade de diferentes grupos dentro da molécula.

Espectrometria de massa (MS)

A espectrometria de massa é uma técnica baseada na medição da razão massa-carga de íons. Este método é usado para determinar o peso molecular de compostos, identificar compostos e elucidar estruturas químicas.

Na MS, compostos químicos são ionizados para produzir moléculas carregadas ou fragmentos moleculares. Os íons são detectados pela razão massa-carga (m/z).

Em um espectro de massa típico, o eixo x representa os valores de m/z, enquanto o eixo y representa a abundância relativa dos íons detectados. As características principais incluem o pico de íon molecular e o padrão de fragmentação.

A espectrometria de massa é amplamente utilizada em química orgânica e inorgânica, bioquímica e análise ambiental. Por exemplo, no desenvolvimento de medicamentos, a MS ajuda a identificar e quantificar potenciais candidatos a fármacos.

Espectroscopia de raios X

A espectroscopia de raios X é um grupo de técnicas usadas para determinar a composição elementar, estrutura eletrônica e ligação química de substâncias usando radiação de raios X.

Dois tipos comuns são a fluorescência de raios X (XRF) e a espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS). A XRF é usada para análise elementar, enquanto a XPS fornece informações sobre o estado químico e a estrutura superficial.

A análise muitas vezes envolve a geração de raios X, que excitam os elétrons internos nos átomos. Medidas subsequentes da luz de raios X emitida durante o relaxamento revelam a estrutura e o estado químico.

Um exemplo de aplicação da espectroscopia de raios X é na ciência dos materiais para o estudo de ligas metálicas e materiais semicondutores.

Conclusão

Métodos espectroscópicos são indispensáveis na química analítica moderna, proporcionando uma visão detalhada dos aspectos composicionais e estruturais dos materiais. Cada técnica tem suas próprias vantagens únicas e aplicações específicas, tornando-as inestimáveis para os pesquisadores em uma variedade de disciplinas científicas. À medida que a tecnologia avança, as capacidades desses métodos espectroscópicos continuam a crescer, oferecendo ferramentas ainda mais poderosas para a descoberta científica.


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