Quais os modos normais de vibração da molécula de NO2 e quais suas atividades no Raman e no IV? Explique em detalhes sua resposta.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A pergunta é sobre os modos normais de vibração da molécula de NO2 e como esses modos se comportam nas técnicas de espectroscopia Raman e Infravermelha (IV). Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre vibrações moleculares, modos normais e como essas vibrações interagem com a luz nas técnicas Raman e IV.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre modos normais de vibração. Toda molécula tem várias maneiras de vibrar, chamadas modos normais. Para uma molécula como o NO2, que é angular e possui três átomos, temos que determinar quantos modos normais de vibração ela possui.
A regra geral para encontrar o número de modos vibracionais é:
3N - 6
onde NO2 é o número de átomos na molécula. No caso do N = 3 3(3) - 6 = 9 - 6 = 3 modos vibracionais :
NO2
Então, o tem 3 modos normais de vibração.

Passo 3

Agora, vamos identificar quais são esses três modos para a molécula de NO2. Como é uma molécula angular, os modos vibracionais geralmente incluem:
  1. Modo de estiramento simétrico: Ambos os nitrógens se movem para dentro e para fora em relação ao oxigênio de forma sincronizada.
  2. Modo de estiramento assimétrico: Um nitrogênio se move para dentro enquanto o outro se move para fora, de maneira oposta.
  3. Modo de deformação: Movimento angular onde os ângulos entre os átomos mudam, sem alteração significativa nos comprimentos das ligações.

Passo 4

Agora que identificamos os modos, vamos falar sobre sua atividade na espectroscopia Raman e IV.
A atividade de um modo vibracional em Raman ou IV depende de como a vibração afeta a polarização ou o dipolo da molécula:
  • Espectroscopia Infravermelha (IV): Para que um modo vibracional seja ativo no IV, a vibração deve causar uma mudança no dipolo elétrico da molécula.
  • Espectroscopia Raman: Para que um modo vibracional seja ativo no Raman, a vibração deve causar uma mudança na polarizabilidade da molécula.

Passo 5

Vamos analisar cada modo vibracional do NO2:
  1. Estiramento simétrico:
    • Dipolo: Não há mudança significativa no dipolo, já que os movimentos são simétricos.
    • Polarizabilidade: A simetria nos movimentos pode causar variações na polarizabilidade.
    • Atividade: Principalmente ativo no Raman.
  2. Estiramento assimétrico:
    • Dipolo: O movimento assimétrico cria uma mudança no dipolo da molécula.
    • Polarizabilidade: Pode causar algumas variações, mas o principal efeito é no dipolo.
    • Atividade: Ativo no IV e também pode apresentar atividade no Raman.
  3. Deformação:
    • Dipolo: A deformação angular pode causar uma mudança no dipolo.
    • Polarizabilidade: Também pode afetar a polarizabilidade da molécula.
    • Atividade: Ativo tanto no IV quanto no Raman.

Resposta

Os modos normais de vibração da molécula de NO2 são:
  1. Estiramento simétrico: Principalmente ativo no Raman.
  2. Estiramento assimétrico: Ativo no Infravermelho (IV) e pode apresentar atividade no Raman.
  3. Deformação angular: Ativo tanto no IV quanto no Raman.

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