Enunciado

A proteína hemoritrina é responsável pela ligação e transporte de O, em alguns invertebrados. Cada molécula de proteína tem dois íons Fe2+ muito próximos e que atuam conjuntamente para ligar uma molécula de O2. O grupo Fe2O2, da molécula oxigenada é colorido, uma banda de absorção eletrônica a 500 nm. O espectro Raman de ressonância da hemoritrina oxigenada, obtido com um laser a 500 nm, tem uma banda a 844 cm-1; essa banda corresponde ao modo de estiramento 0-0 do 16O2, ligado.

(a) Por que se escolhe uma Espectroscopia Raman de ressonância, em vez da espectroscopia no infravermelho, para o estudo do O, ligado à hemoritrina?

(b) Prove que uma banda a 844 cm que é originada de uma espécie O, ligada pode ser obtida através de experimentá-los onde a hemoritrina é misturada a 18O2, em vez de 16O2. Determine o número de onda da vibração fundamental para o modo de estiramento de 18O---18O numa mostra de hemoritrina tratada com 18O2.

(c) Os números de onda da vibração fundamental para o estiramento O-0 do O 2 -   (ânion superóxido) e O 2 2 - ( (ànion peroxido) são 1555, 1107 e 878 cm-1, respectivamente. Explique essa tendência em termos das estruturas eletrônicas do O2, O 2 - e do O 2 2 - . (Sugestão: Reveja a Se- 1.4. Quais são as ordens de ligação do O2, O 2 - e do O 2 2 - ?

(d) Com base nos dados acima, quais das seguintes espécies descrevem melhor o grupo Fe2O2, hemoritrina: F e 2 2 + O2, F e 2 + F e 3 + O 2 - , ou F e 2 3 + O 2 2 - ? Justifique sua resposta.

(e) O espectro Raman de ressonância da hemoritrina misturada ao 16O18O tem duas bandas que podem ser atribuídas ao estiramento O--O do oxigênio ligado. Discuta como essa observação essa pode ser utilizada para descartar um ou mais dos quatro esquemas (5-8) propostos para a ligação do O2 ao Fe2 da hemoritrina.

Passo 1

E aii, galera!! Vamos, primeiro, para entender e responder a letra a, pensar: Porque escolhemos Raman ao invés do infravermelho neste caso? Bom, sabemos que o espectro Raman traduz o espalhamento da luz, enquanto o infravermelho traduz a reabsorção da luz. O espectro Raman vem da mudança de polarização, enquanto o infravermelho resulta da mudança de despolarização. O espectro Raman possui a alta intensidade monocromática, mas o infravermelho só seleciona e limita a frequência de radiação. Por conta disso, o espectro Raman é o melhor a ser escolhido.

Passo 2

Para entendermos a letra b, como sabemos, em uma banda a 844cm-1, nós precisamos entender que a espectroscopia Raman estará presente. Nisso, temos que pensar que a espectroscopia do O2 poderá estar dentro de um intervalo, que, ao realizar as ligações, causará a mudança de camada do elétron. Por conta disso, teríamos uma possível perda de elétrons, o que nos mostra que é possível realizar o experimento onde a hemoritrina é misturada a 18O2, em vez de 16O2.

Passo 3

Na letra c, iremos encontrar as ordens de ligação de cada um. A ordem de ligação de O2 terá a seguinte configuração eletrônica:

K K * σ 25 2 σ 25 2 σ 2 P z 2 π 2 P x 2 = π 2 P y 2 π * 2 P x ' = π * 2 P y '

A ordem de ligação do O2, então, será:

1 2 N b - N a = 1 2 6 - 2 = 2  

A ordem de ligação do O 2 - , similarmente:

1 2 N b - N a = 1 2 6 - 3 = 1,5  

A ordem de ligação do O 2 2 - , similarmente:

1 2 N b - N a = 1 2 6 - 4 = 1  

Passo 4

A melhor espécie que descreve o Fe2O2 no grupo da hemoritrina é

F e 2 2 + O2 ; F e 2 + F e 3 + O 2 - ; F e 2 3 + O 2 2 - .

Isso está melhor descrito na tabela e na letra c, em que b/w será:

O8O: duas ligações (O2)

O8O-: uma ligação e meia ( O 2 - )

O8O-: uma ligação ( O 2 2 - )

Ambos necessários e conectados nas ligações de O2 em Fe2 no local de hemoritrina.

Passo 5

A conexão do O2 pela hemoritrina é acompanhada pela oxidação de dois elétrons de diferentes centros de produção (OOH-). Assim, entendemos que o complexo de oxidação da hemoritrina consiste no ganho de dois elétrons do O2, chegando no grupo dos hidróxidos.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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