O clorometano tem uma absorção máxima em 172 nm , o bromometano mostra uma absorção em 204 nm e o iodometano uma banda em 258 nm . Que tipo de transição é responsável por cada banda ? Como se pode explicar a tendência das absorções ?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre a absorção máxima em diferentes comprimentos de onda (172 nm, 204 nm e 258 nm) para clorometano, bromometano e iodometano, respectivamente. O que precisamos descobrir é que tipo de transição eletrônica causa cada uma dessas bandas de absorção e por que essas absorções seguem essa tendência. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre transições eletrônicas e como os diferentes átomos (Cl, Br, I) influenciam essas absorções.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que em química, quando falamos de absorção de luz por moléculas, estamos nos referindo a transições eletrônicas. Essas transições acontecem quando um elétron absorve energia suficiente para saltar de um nível de energia mais baixo para um mais alto. No caso dos halometanos (clorometano, bromometano e iodometano), as ligações C-X (onde X é Cl, Br ou I) têm pares de elétrons não ligados no átomo de halogênio.

Passo 3

Esses pares de elétrons não ligados podem sofrer uma transição chamada de “transição n→σ*”. Aqui, “n” representa os elétrons não ligados e “σ*” é o orbital antibonding da ligação C-X. Quando essa transição ocorre, um elétron do par não ligado é promovido para o orbital antibonding, o que absorve energia na forma de luz UV.

Passo 4

Agora, vamos analisar cada halometano:
  • Clorometano (CH₃Cl): Absorve em 172 nm.
  • Bromometano (CH₃Br): Absorve em 204 nm.
  • Iodometano (CH₃I): Absorve em 258 nm.
Todas essas absorções são devidas à transição n→σ*.

Passo 5

Quanto à tendência das absorções, percebemos que à medida que descemos do Cl para o I na tabela periódica, o comprimento de onda de absorção aumenta (ou seja, a energia da luz absorvida diminui). Isso acontece porque as ligações C-I são menos fortes que as C-Br e C-Cl. Com ligações mais fracas, a transição n→σ* requer menos energia, resultando em absorções de comprimento de onda maior.

Resposta

Cada uma das bandas de absorção em 172 nm (clorometano), 204 nm (bromometano) e 258 nm (iodometano) são devidas à transição eletrônica n→σ*. A tendência de absorção de comprimentos de onda crescentes de Cl para Br e I se explica pela diminuição da energia necessária para a transição n→σ*, decorrente do enfraquecimento das ligações C-X conforme o tamanho do átomo de halogênio aumenta.

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