Quais os modos normais de vibração da molécula de e quais suas atividades no Raman e no IV? Explique em detalhes sua resposta.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre os modos normais de vibração da molécula de e como eles se comportam no Raman e no Infravermelho (IV). Para isso, vamos precisar entender o que são modos normais de vibração, como identificar esses modos na molécula de e quais regras determinam se esses modos são ativos no Raman ou no IV.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que são modos normais de vibração. Em uma molécula, os átomos estão ligados por ligações químicas que podem vibrar de diferentes maneiras. Cada maneira de vibração que ocorre sem interferência mútua é chamada de modo normal de vibração. Isso ajuda a simplificar a análise das vibrações da molécula.

Passo 3

Agora, vamos olhar para a molécula de . Ela é uma molécula linear composta por um átomo de carbono central ligado a dois átomos de oxigênio. Por causa dessa configuração, há três modos normais de vibração principais:
  1. Alongamento simétrico (esticamento simétrico): Ambos os átomos de oxigênio se movem para fora ou para dentro em relação ao átomo de carbono, mantendo a simetria.
  2. Alongamento assimétrico (esticamento assimétrico): Um átomo de oxigênio se move para fora enquanto o outro se move para dentro, quebrando a simetria.
  3. Dobramentos: Os átomos de oxigênio se movem em direções opostas, causando uma espécie de “dobramento” na molécula.

Passo 4

Agora, vamos falar sobre a atividade no Raman e no IV desses modos:
  • Atividade no Infravermelho (IV): Para que um modo vibracional seja ativo no IV, ele deve causar uma mudança no momento dipolar da molécula durante a vibração. No caso da :
    • O alongamento assimétrico é ativo no IV porque altera o momento dipolar da molécula.
    • O dobramento também é ativo no IV por causa das mudanças simétricas no momento dipolar durante a vibração.
  • Atividade no Raman: Para que um modo vibracional seja ativo no Raman, ele deve causar uma mudança na polarizabilidade da molécula durante a vibração. No caso da :
    • O alongamento simétrico é ativo no Raman porque aumenta e diminui a polarizabilidade da molécula de forma simétrica.
    • O dobramento também é ativo no Raman devido às variações na polarizabilidade durante a vibração.
O alongamento assimétrico não é ativo no Raman porque não causa uma alteração significativa na polarizabilidade da molécula.

Passo 5

Resumindo, os modos normais de vibração da molécula de são:
  1. Alongamento Simétrico: Ativo no Raman, não ativo no IV.
  2. Alongamento Assimétrico: Ativo no IV, não ativo no Raman.
  3. Dobramento: Ativo tanto no Raman quanto no IV.

Resposta

A molécula de possui três modos normais de vibração:
  1. Alongamento Simétrico (ativo no Raman),
  2. Alongamento Assimétrico (ativo no Infravermelho),
  3. Dobramento (ativo tanto no Raman quanto no IV).

Exercícios relacionados

Quais os modos normais de vibração da molécula de e quais suas atividades no Raman e no IV? Explique em detalhes sua resposta.
A molécula trans- pertence ao grupo . Quais são os modos normais de vibração e quais modos são ativos no Raman e no infravermelho? Quais modos são simultaneamente ativos no Raman e no infravermelho? Explique em detalhes sua resposta.
Sob que condições é verdadeira a relação
Considere um sistema idêntico ao da questão anterior onde, porém, parte-se do mesmo estado inicial e chega-se ao mesmo estado final em duas etapas: mediante uma transformação isotérmica seguida de uma isométrica. Calcule , q e w para cada etapa e para o processo global.