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Questão FC287928

“Suponha que a absorção de energia promova uma molécula de um estado eletrônico fundamental, S0, para um nível excitado rotacional e vibracionalmente de um estado eletrônico excita

Química

IDECAN · 2016

“Suponha que a absorção de energia promova uma molécula de um estado eletrônico fundamental, S0, para um nível excitado rotacional e vibracionalmente de um estado eletrônico excitado S1.”

 

 

Sobre esses processos físicos que podem ocorrer após cada molécula absorver um fóton ultravioleta ou visível (figura anterior), analise as afirmativas a seguir.

 

I. No nível S1 podem ocorrer vários eventos. A molécula pode entrar em um nível vibracional altamente excitado de S0 tendo a mesma energia de S1. Este fenômeno é conhecido como cruzamento intersistema.

 

II. A molécula pode relaxar de S1 para T1 para S0 emitindo um fóton. A transição radiativa S1→ S0 é conhecida como fluorescência e a transição T1→ S0 é chamada de fosforescência.

 

III. O primeiro processo após a absorção é uma relaxação vibracional para o nível vibracional mais baixo de S1. Nessa transição não radiativa (R1), a energia vibracional é transferida para outras moléculas através de colisões e não através da emissão de um fóton.

 

Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

  1. III.
  2. I e II.
  3. I e III.
  4. II e III.
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Gabarito

D

Comentário do professor

A afirmação aborda processos sequenciais que ocorrem após excitação eletrônica: primeiro há relaxação vibracional e, em seguida, caminhos radiativos ou não radiativos que devolvem a molécula ao estado fundamental.

Fluorescência é a emissão radiativa originada de \(S_1 \to S_0\) e ocorre tipicamente em escalas de tempo nanométricas (ns). A passagem de \(S_1\) para \(T_1\) ocorre por intersystem crossing (transição não radiativa, com mudança de spin) e, se ocorrer emissão a partir de \(T_1\), chama‑se fosforescência, caracterizada por tempos muito maiores (ms–s) devido à natureza spin‑forbidden dessa transição.

Relaxação vibracional (interna) sucede imediatamente à absorção: a molécula perde energia vibracional por colisões com o meio, sem emissão de fótons, até atingir o nível vibracional mais baixo de \(S_1\). Essa dissipação conduzirá à fluorescência, ao crossing para \(T_1\) ou à perda não radiativa total, dependendo das taxas relativas.

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