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?
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:
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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?