Enunciado
Física - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 13.Aplicações - Ex. 27
A proteína hemoritrina é responsável pela ligação e transporte de O, em alguns invertebrados. Cada molécula de proteína tem dois íons Fe2+ muito próximos e que atuam conjuntamente para ligar uma molécula de O2. O grupo Fe2O2, da molécula oxigenada é colorido, uma banda de absorção eletrônica a 500 nm. O espectro Raman de ressonância da hemoritrina oxigenada, obtido com um laser a 500 nm, tem uma banda a 844 cm-1; essa banda corresponde ao modo de estiramento 0-0 do 16O2, ligado.
(a) Por que se escolhe uma Espectroscopia Raman de ressonância, em vez da espectroscopia no infravermelho, para o estudo do O, ligado à hemoritrina?
(b) Prove que uma banda a 844 cm que é originada de uma espécie O, ligada pode ser obtida através de experimentá-los onde a hemoritrina é misturada a 18O2, em vez de 16O2. Determine o número de onda da vibração fundamental para o modo de estiramento de 18O---18O numa mostra de hemoritrina tratada com 18O2.
(c) Os números de onda da vibração fundamental para o estiramento O-0 do (ânion superóxido) e ( (ànion peroxido) são 1555, 1107 e 878 cm-1, respectivamente. Explique essa tendência em termos das estruturas eletrônicas do O2, e do . (Sugestão: Reveja a Se- 1.4. Quais são as ordens de ligação do O2, e do ?
(d) Com base nos dados acima, quais das seguintes espécies descrevem melhor o grupo Fe2O2, hemoritrina: O2, , ou ? Justifique sua resposta.
(e) O espectro Raman de ressonância da hemoritrina misturada ao 16O18O tem duas bandas que podem ser atribuídas ao estiramento O--O do oxigênio ligado. Discuta como essa observação essa pode ser utilizada para descartar um ou mais dos quatro esquemas (5-8) propostos para a ligação do O2 ao Fe2 da hemoritrina.
Passo 1
E aii, galera!! Vamos, primeiro, para entender e responder a letra a, pensar: Porque escolhemos Raman ao invés do infravermelho neste caso? Bom, sabemos que o espectro Raman traduz o espalhamento da luz, enquanto o infravermelho traduz a reabsorção da luz. O espectro Raman vem da mudança de polarização, enquanto o infravermelho resulta da mudança de despolarização. O espectro Raman possui a alta intensidade monocromática, mas o infravermelho só seleciona e limita a frequência de radiação. Por conta disso, o espectro Raman é o melhor a ser escolhido.
Passo 2
Para entendermos a letra b, como sabemos, em uma banda a 844cm-1, nós precisamos entender que a espectroscopia Raman estará presente. Nisso, temos que pensar que a espectroscopia do O2 poderá estar dentro de um intervalo, que, ao realizar as ligações, causará a mudança de camada do elétron. Por conta disso, teríamos uma possível perda de elétrons, o que nos mostra que é possível realizar o experimento onde a hemoritrina é misturada a 18O2, em vez de 16O2.
Passo 3
Na letra c, iremos encontrar as ordens de ligação de cada um. A ordem de ligação de O2 terá a seguinte configuração eletrônica:
A ordem de ligação do O2, então, será:
A ordem de ligação do , similarmente:
A ordem de ligação do , similarmente:
Passo 4
A melhor espécie que descreve o Fe2O2 no grupo da hemoritrina é
O2 ; ; .
Isso está melhor descrito na tabela e na letra c, em que b/w será:
O8O: duas ligações (O2)
O8O-: uma ligação e meia ()
O8O-: uma ligação ()
Ambos necessários e conectados nas ligações de O2 em Fe2 no local de hemoritrina.
Passo 5
A conexão do O2 pela hemoritrina é acompanhada pela oxidação de dois elétrons de diferentes centros de produção (OOH-). Assim, entendemos que o complexo de oxidação da hemoritrina consiste no ganho de dois elétrons do O2, chegando no grupo dos hidróxidos.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)