As moléculas sofrem três tipos diferentes de transições quantizadas quando excitadas pela radiação ultravioleta, visível e infravermelha. Quais são estas transições e que tipos de espectros estas transições podem produzir?

Passo 1

O enunciado pergunta quais são os três tipos de transições quânticas que uma molécula pode sofrer ao ser irradiada nas regiões ultravioleta, visível e infravermelha, e que tipo de espectro cada uma delas gera. O conteúdo aqui é espectroscopia molecular, envolvendo níveis eletrônicos, vibracionais e rotacionais.

Passo 2

A primeira transição é a transição eletrônica. Nela um elétron salta de um nível eletrônico \text{S}_0 (estado fundamental) para um nível superior \text{S}_n (estados excitados) ao absorver fótons na faixa ultravioleta ou visível. Essas transições originam espectros eletrônicos, que tipicamente aparecem como bandas largas em UV–Vis, muitas vezes com estrutura fina vibra-rotacional sobreposta.

Passo 3

A segunda transição é a transição vibracional. Depois de definida a configuração eletrônica, as moléculas podem absorver radiação infravermelha para mudar o nível vibracional de um modo normal de vibração (por exemplo, \nu=0\to\nu=1). Isso produz espectros de absorção ou emissão no infravermelho médio, chamados espectros vibracionais, que se apresentam como bandas de absorção características de grupos funcionais e geralmente exibem estrutura rotacional fina (espectro vibra-rotacional).

Passo 4

A terceira transição é a transição rotacional. Partes da região infravermelha (principalmente o infravermelho distante) ou da micro-ondas fornecem energia para que a molécula mude o nível rotacional J\to J\pm1. O espectro resultante é o espectro rotacional puro, formado por linhas discretas muito bem definidas, usadas para determinar constantes rotacionais e momentos de inércia.

Resposta

  1. Transição eletrônica → espectro eletrônico (bandas UV–Vis com estrutura vibra-rotacional).
  2. Transição vibracional → espectro vibracional (bandas de absorção IR médio, com estrutura vibra-rotacional).
  3. Transição rotacional → espectro rotacional puro (linhas na faixa micro-ondas/far-IR).

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