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
(estado fundamental) para um nível superior
(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,
). 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
. 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
- Transição eletrônica → espectro eletrônico (bandas UV–Vis com estrutura vibra-rotacional).
- Transição vibracional → espectro vibracional (bandas de absorção IR médio, com estrutura vibra-rotacional).
- Transição rotacional → espectro rotacional puro (linhas na faixa micro-ondas/far-IR).