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Espalhamento Raman. Moléculas e sólidos. Introdução. átomo. +. molécula. átomo. http://1.bp.blogspot.com/_iKSic4d4gPs/SXmKe_nueUI/AAAAAAAAAHE/YjseumSeyDk/s320/atom_pair.png. Aproximando dois átomos. Ligação molecular.
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Espalhamento Raman Moléculas e sólidos
Introdução átomo + molécula átomo http://1.bp.blogspot.com/_iKSic4d4gPs/SXmKe_nueUI/AAAAAAAAAHE/YjseumSeyDk/s320/atom_pair.png
Ligação molecular http://employees.csbsju.edu/hjakubowski/classes/ch331/protstructure/ilennardjones2.gif
Ligações moleculares: iônica http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/chemical/bond.html#c4
Lig. moleculares: covalente http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/chemical/bond.html#c2
Lig. moleculares: van der Waals http://media-2.web.britannica.com/eb-media/71/22471-004-AA009DA2.gif
Lig. moleculares: ponte de H http://www.lbl.gov/images/MicroWorlds/H2OH-bond.gif http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b5/Hydrogen-bonding-in-water-2D.png/800px-Hydrogen-bonding-in-water-2D.png
Lig. moleculares: metálica http://www.dorlingkindersley-uk.co.uk/static/clipart/uk/dk/sci_matter/image_sci_matter031.jpg
Tipo de ligação predomimante van der Waals Covalente Iônica Pontes de H Metálica Energia de ligação (eV) 0,01 (Ar) 0,1 (H2) 3,7 (Si) 3,4 (InSb) 7,3 (KCl) 0,5 (gelo) 1,1 (Na) 3,0 (Ag) 4,4 (Ni) Propriedades físicas típicas Baixo ponto de fusão, isolantes elétricos, transparentes até UV Rigidez e dureza, alto ponto de fusão, semi-isolantes Isolantes elétricos em T baixa e condutores iônicos em T alta Isolante elétrico, alta constante dielétrica, transparência VIS Alta condutividade elétrica e térmica, opacidade, refletores de IR e transparentes ao UV
Estados rotacionais Energia do rotor rígido: Momento angular é quantizado: http://www.psnnewsletter.com/images/clients/330/n2_molecule_sm.gif Consequentemente:
Estados rotacionais http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/molecule/rotrig.html#c1
Estados vibracionais Oscilador harmônico: onde e
Vibração e rotação combinadas Modos rotacionais e vibracionais são excitados simultaneamente:
Vibração e rotação combinadas Para a transição de estado l+1 para l, a energia do fóton é:
Transições ópticas http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/HBASE/molecule/molec.html#c2
Espectro de absorção HCl http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/molecule/imgmol/hclspec2.gif
Ligante e anti-ligante http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/HBASE/molecule/hmol.html#c1
Ligante e anti-ligante http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/HBASE/molecule/hmol.html#c1
Hibridização: sp, sp2, sp3
Mínimo da energia total distância de equilíbrio No caso de sólidos (at. iguais), energia mínima quando mesma vizinhança. Arranjo 3D periódico Estado cristalino + de 1 tipo de at. dist. periódicas de grupos definidos
a = b a g a a 90o 90o b b b a = b 90o a a g b b g = 60o Redes de translação 2D paralelogramo quadrada retangular retangular centrada hexagonal
14 Redes de Bravais Espaço 3D Grupos espaciais
“RB :conjunto periódico no qual as unidades repetidas do cristal estão dispostos” • unidades = átomos, moléculas, íons, etc. • 2 definições equivalentes: • Uma RB é um conjunto infinito de pontos discretos com um arranjo e orientação que parece exatamente o mesmo, visto a partir de quaisquer dos pontos do conjunto • Uma RB (3D) consiste de todos os pontos do tipo: inteiros (pos. ou neg.) vetores primitivos
Estruturas cristalinas simples Cúbica de face centrada (fcc) Ex: Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, Al …
Hexagonal compacto (hcp) Ex: Be, Cd, Ce, a-Co, Dy, Er, Gd, Hf, Ho, La, Lu, Mg, Nd, Os, …
Cúbica de corpo centrado (bcc) Ex: Metais alcalinos, Ba, V, Nb, Ta, W, Mo, …
Diamante Ex: C (diamante) Si Ge a-Sn
Blenda de zinco (ZB) Ex: CuF, CuCl, CuBr, CuI, AgI, BeS, BeSe, BeTe, MnS, MnSe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, AlP, AlAs, AlSb, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb, SiC
Estruturas iônicas NaCl (fcc interpenetradas) CsCl (sc interpenetradas) Ex: LiF, LiCl, LiBr, LiI, NaF, NaCl, NaBr, NaI, KF, KCl, KBr, KI, … Ex: CsCl, CsBr, CsI, TlCl, TlBr, TlI