A Espectroscopia é um ramo da Física e da Química

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Físico-Química

Profª.: Rafaela Landeiro

Espectroscopia

Aluna: Juliana Camila Santos

Matrícula: 200901319158

Rio de Janeiro

06/2015

Introdução:

A espectroscopia é um ramo da Física e da Química que estuda a interação da luz ou qualquer radiação eletromagnética, como as ondas de rádio, com a matéria. Ondas diferentes transportam diferentes quantidades de energia e levam a interações diferentes. A espectroscopia é uma ferramenta muito poderosa para a detecção e análise das moléculas por vários motivos.

Espectroscopia:

• É sensível e exige normalmente quantidades mínimas de uma substância para ser capaz de identificá-la.
• Pode ser utilizada em amostras muito distantes, por isso é utilizada na astronomia.
• É um método não destrutivo de análise de substâncias.
• Pode produzir informações espaciais e temporais detalhadas.

A tentativa de compreender os efeitos que a radiação eletromagnética exerce sobre a matéria provém de longa data, mas foi Isaac Newton, quem iniciou o estudo científico das propriedades da luz. Ele descobriu que a luz branca do sol nada mais era que um somatório de outras luzes, variando desde o violeta, passando pelo azul, verde, amarelo, laranja e terminando no vermelho. Isso pode ser observado no fenômeno natural da dispersão da luz do sol sobre as gotículas de água formando um arco-íris. Esses componentes individuais em formato de cores que vão interagir com os átomos e moléculas.

A radiação eletromagnética, da qual a luz visível é um exemplo, tem um comportamento duplo, ora se apresenta como partículas (um conjunto de pequenos pontos chamados de fótons), ora se comporta como onda ( efeito onda mesmo). Do ponto de vista ondulatório, a luz apresenta suas propriedades principais: seu comportamento de onda e sua freqüência. A relação entre essas duas grandezas esta na expressão abaixo:

c = λν

Onde c, a constante de proporcionalidade, é a velocidade da luz no vácuo, igual a 3,00x108 m. s-1.  Em função desta equação notamos que quando uma onda luminosa tem grande valor de comprimento de onda, o valor de freqüência será baixo, e vise-versa. Outra característica importante refere-se à quantidade de energia contida no feixe luminoso, que pode ser calculado a partir da equação de Planck:

E = hν

Também pode ser escrita utilizando a equação anterior, substituindo a freqüência: E = hcλ-1 , onde h é a constante de Planck igual a 6,626 x 10-34 J.s. Essa relação possibilita dizer que a luz vermelha, com o valor de comprimento de onde de 632,8 nm (é a cor proveniente de um laser de hélio-neônio) tem energia da ordem de 2 eV.

Dessa forma, quando radiação de determinado comprimento (e com determinado valor de freqüência e energia) entra em contato com a matéria, ocorrerá algum fenômeno espectroscópio. Os fenômenos vão depender da grandeza da energia da radiação, e assim, podemos obter informações, por exemplo, sobre as transições eletrônicas das substâncias químicas.

De acordo com o valor da energia da radiação eletromagnética, as transições entre estados ocorrem diferenciadamente, dos quais a principais são as transições eletrônicas, vibracionais, rotacionais e translacionais. Mas neste trabalho irei apresentar somente a transição eletrônica. Nas transições eletrônicas, ocorre a passagem de um elétron de um estado de menor energia para outro de maior energia, através da absorção da radiação, mas praticamente na há mudança da posição dos núcleos da molécula.