109. A espectroscopia de infravermelho é uma importante ferramenta para o estudo das vibrações das moléculas. Da mesma forma que um átomo pode absorver um fóton de energia apropriada para mover um elétron de um estado eletrônico para outro, uma molécula pode absorver um fóton de radiação eletromagnética na região do infravermelho para ir de um nível de energia vibracional para outro. Na espectroscopia de infravermelho, é comum expressar a energia em termo de v / e, cuja unidade é o c m - 1 . (a) Se uma absorção ocorre no espectro infravermelho em 3.600 c m - 1 , qual é a frequência da radiação correspondente a esta absorção? Qual é a energia, em joule ( J), desta absorção? (c) Quanta energia seria absorvida por 1,00 m o l de molécula que absorve em 3600 c m - 1 ?Passo 1Letra (a) Show
Oi, galerinha! Neste caso, quando o enunciado fala sobre comprimento recíproco é nada mais nada menos que o número de onda. Ele é definido como o número de comprimentos de onda por unidade de distância e por ser representado por: v ~ = 1 λ Sendo assim, do enunciado temos que v ~ = 1 λ = 3600 c m - 1 Então, λ = 1 3600 c m - 1 λ = 2,8 × 10 - 4 c m Utilizando aquela equaçãozinha clássica da relação da velocidade da luz com comprimento de onda e frequência, ficamos com: c = λ . f 3 × 10 8 m s = 2,8 × 10 - 6 c m f f = 1,07 × 10 14 H z Portanto, a frequência é 1,07 × 10 14 H z. Passo 2Letra (b) A espectroscópica do número de onda pode ser convertida em energia por fóton e pela relação de Planck : E = h f Lembrando que f = c λ Logo, E = h × c λ Porém, lá da definição de comprimento de onda vimos que: 1 λ = v ~ Substituindo, E = h × c × v ~ E = 3 × 10 10 c m s × 6,625 × 10 - 34 J . s × 3600 c m - 1 E = 7,2 × 10 - 20 J Passo 3Letra (c) Para descobrir a quantidade de energia indicada por essa opção basta pegar o resultado do item anterior e dividir por 1 molécula: E = 7,2 × 10 - 20 J m o l é c u l a × 6,023 × 10 23 m o l é c u l a s 1 m o l d e m o l é c u l a E = 4,3 × 10 4 J m o l d e m o l é c u l a Resposta
Exercícios de Livros Relacionados130. Este gráfico mostra a função de distribuição radial dos Ver Mais Quais são os números quânticos principal e de momento angula Ver Mais (a) Quantos valores do número quântico l são possíveis quand Ver Mais (a) Quantas subcamadas existem para o número quântico princi Ver Mais Quantos orbitais existem em subcamadas com l igual a (a) 0; Ver Mais Espectro eletromagnético é o conjunto de todas as frequências da radiação eletromagnética. Ele apresenta sete tipos de radiação que interagem de formas diferentes com a matéria e estão presentes em nosso cotidiano, em aplicações tecnológicas, são elas: ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, radiação ultravioleta, raios x e raios gama. Veja também: Curiosidades incríveis sobre os tipos de radiação eletromagnética Espectro eletromagnéticoO espectro eletromagnético divide-se em sete intervalos de frequências de ondas eletromagnéticas. Esses tipos produzem efeitos diferentes sobre a matéria, confira quais são:
A figura seguinte apresenta o espectro eletromagnético, observe: A figura mostra os diferentes tipos de radiação eletromagnética.Exemplos de ondas eletromagnéticas em nosso dia a diaConfira alguns exemplos de aplicações dos tipos de ondas eletromagnéticas em fenômenos e tecnologias presentes em nosso cotidiano:
Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Definição de ondas eletromagnéticasSão fenômenos oscilatórios que transportam energia e não necessitam de um meio físico para propagar-se. As ondas eletromagnéticas são produzidas por campos elétricos e campos magnéticososcilantes e perpendiculares entre si. Seus tipos são classificados de acordo com seu intervalo de frequência, segundo o espectro eletromagnético. As ondas eletromagnéticas foram descritas matematicamente, pela primeira vez, em 1864, pelo matemático escocês James Clerk Maxwell, por meio de um conjunto de equações conhecidas como equações de Maxwell. A prova definitiva da existência das ondas eletromagnéticas veio por volta de 1880, na época, o físico alemão Heinrich Hertzproduziu, detectou e comprovou a existência das ondas de rádio, que se movem à velocidade da luz e apresentavam todas as características das ondas descritas nos trabalhos de Maxwell. Caso tenha maior interesse no tema deste tópico, leia: Ondas eletromagnéticas. Características das ondas eletromagnéticasVamos listar algumas das características das ondas eletromagnéticas, confira:
Além dessas, existem características físicas que distinguem uma onda eletromagnética de outra, confira:
Veja também: A verdade por trás de cinco mitos da física nos quais você provavelmente acreditou Fórmula das ondas eletromagnéticasA principal fórmula utilizada para as ondas eletromagnéticas é a que relaciona velocidade de propagação, comprimento de onda e frequência, observe: v – velocidade de propagação (m/s) λ – comprimento de onda (m) f – frequência (Hz) Exercícios resolvidos sobre ondas eletromagnéticasQuestão 1) Assinale, entre as alternativas seguintes, aquela em que há, exclusivamente, ondas de natureza eletromagnética: a) raios x, raios gama, ultravioleta b) ondas de rádio, infravermelho, ultrassom c) luz visível, ultravioleta, som d) infravermelho, ondas de rádio, sonar e) ultravioleta, raios gama, infrassom Gabarito: Letra A Resolução: Ondas eletromagnéticas são formadas pela oscilação dos campos elétrico e magnético, são transversais, tridimensionais e propagam-se pelo vácuo. São tipos de ondas eletromagnéticas: ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios x e radiação gama. Portanto, a alternativa correta é a letra A. Questão 2) São características capazes de distinguir um tipo de onda eletromagnética de outro: a) intensidade, velocidade, área, comprimento, força b) amplitude, perturbação, propagação, direção, sentido c) amplitude, velocidade, frequência, comprimento de onda d) altura, intensidade, timbre, velocidade, polarização Gabarito: Letra C Resolução: As características mais gerais, inerentes às ondas eletromagnéticas, são a amplitude da onda, a velocidade de propagação, a frequência de oscilação, e o comprimento de onda. Dessa maneira, a alternativa correta é a letra C. Como ocorre a absorção da radiação eletromagnética?Uma onda eletromagnética, ao se propagar em um meio, pode ser absorvida, transferindo energia para ele. Desta forma, à medida que vai se propagando, vai diminuindo gradativamente a sua amplitude. Um exemplo de absorção é a passagem de luz por um vidro ou plástico escuro, como o das lentes de óculos de sol.
O que ocorre quando uma molécula absorve um fóton de radiação de MicroUma molécula pode sofrer uma transição para um nível mais alto de energia absorvendo radiação eletromagnética. Da mesma forma, ela pode descer a um nível mais baixo de energia emitindo energia radiante. Somente certas variações discretas de energia são permitidas, previstas pela teoria quântica.
O que acontece quando uma molécula absorve energia eletromagnética na região do UV vis é IV?Na presença da radiação UV-vis, os elétrons de valência das espécies atômicas ou moleculares absorvem a energia eletromagnética e como resultado os elétrons são promovidos de um orbital ocupado de menor energia, para um orbital desocupado de maior energia, ou seja, os elétrons passam do estado menor energia ( ...
O que acontece quando a radiação eletromagnética interage com a matéria?Sob o ponto de vista físico, as radiações ao interagir com um material, podem nele provocar excitação atômica ou molecular, ionização ou ativação do núcleo. Interação onde elétrons são deslocados de seus orbitais de equilíbrio e, ao retornarem, emitem a energia excedente sob a forma de luz ou raios X característicos.
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