Butadieno e hexatrieno, qual espécie química absorverá um fóton de maior comprimento de onda na transição eletrônica do estado fundamental para o segundo estado excitado? Explique sua resposta.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão está pedindo para compararmos duas moléculas, butadieno e hexatrieno, e descobrir qual delas absorve um fóton com um comprimento de onda maior quando faz a transição eletrônica do estado fundamental para o segundo estado excitado. Para resolver isso, vamos usar conceitos de espectroscopia e química orgânica, principalmente sobre transições eletrônicas e conjugação de elétrons.

Passo 2

Primeiro, vamos entender as moléculas em questão. O butadieno tem quatro elétrons pi (resultantes das ligações duplas conjugadas), enquanto o hexatrieno tem seis elétrons pi. A conjugação se refere à alternância de ligações simples e duplas ao longo de uma cadeia de carbono, o que permite a delocalização dos elétrons pi.

Passo 3

Agora, precisamos saber como a extensão da conjugação afeta a absorção de luz. Quando uma molécula absorve um fóton, um elétron é excitado para um nível de energia mais alto. A energia desse fóton ( ) está relacionada ao comprimento de onda ( ) pela fórmula:
Onde:
  • é a constante de Planck,
  • é a velocidade da luz.
Isso significa que um fóton com comprimento de onda maior tem menor energia.

Passo 4

Em sistemas conjugados, quanto mais elétrons pi existirem (ou seja, quanto maior a conjugação), menor será a diferença de energia entre os estados eletrônicos. Portanto, o hexatrieno, com mais elétrons pi conjugados que o butadieno, tem uma diferença de energia menor entre o estado fundamental e os estados excitados.

Passo 5

Como a diferença de energia é menor no hexatrieno, ele vai absorver fótons com menor energia, ou seja, com comprimento de onda maior. Isso se deve à maior conjugação que permite transições de elétrons com menores diferenças energéticas.

Resposta

O hexatrieno absorve um fóton de maior comprimento de onda na transição eletrônica do estado fundamental para o segundo estado excitado.

Exercícios relacionados

Com relação a narrativa a seguir:
Uma primeira tentativa de arrancar um elétron da superfície de um metal com uma fonte de radiação com um dado comprimento de onda não foi exitosa. Em seguida, tentou-se aumentar a intensidade de fótons sobre o metal. Diante desta informação responda:
A segunda tentativa funcionou? Caso sim, justifique. Caso não, o que você sugere que seja feito para que o efeito fotoelétrico seja observado?

Dados:

A transição
está em equilíbrio a e 1 atm de pressão. Se, para a transição a mol e se as densidades são iguais a para o estanho cinza e para o estanho branco, calcule a temperatura de transição a 100 atm de pressão.
Quando fótons de frequência incidem sobre uma superfície de césio numa fotocélula, elétrons são ejetado com energia cinética de . Calcule: a) o comprimento de onda do fóton, b) a função trabalho do césio e c) o comprimento de onda do elétron ejetado.
Assuma que a incerteza na posição do elétron no átomo de hidrogênio no estado fundamental é o dobro do seu raio. Qual a mínima incerteza na sua velocidade?