Manual de Sobrevivência no Laboratório de Química Orgânica: Guia de Técnicas para o Aluno
O Oscilador Anarmônico
FIGURA 32.3 A quantização dos níveis de energia impõe restrições.
Para os níveis vibracionais de moléculas comuns, a energia necessária e suficiente para efetuar uma transição de um nível de energia para o próximo está contida na energia da luz cujas frequências estão na faixa do infravermelho, em número de onda, cerca de 4000 a 650 cm–1 (comprimentos de onda de cerca de 2,5 a 16 μm). Voltaremos a esse assunto mais a frente.
O OSCILADOR ANARMÔNICO
Infelizmente, as absorções de moléculas diatômicas reais são muito mais complicadas, porque elas não se comportam como osciladores harmônicos. Ao afastar muito os átomos, a mola — ligação — se quebra. Ao aproximá-los, eles começam a se repelir mutuamente; a energia do sistema cresce muito rapidamente. Esse comportamento pode ser modelado por um potencial anarmônico, e o sistema em vibração é geralmente chamado de oscilador anarmônico. Os níveis de energia não são mais igualmente espaçados; agora você pode fazer transições para mais de um nível, e pode obter mais de uma absorção no espectro de energias do infravermelho. A transição de n = 0 para n = 1 é chamada absorção fundamental, tal como anteriormente. Agora que pode realizar transições de n = 0 para n = 2 (uma regra de seleção diferente, Δn = ±2), você obtém absorções de sobretons que são quase — não exatamente — duas vezes a frequência da absorção fundamental. Por que não exatamente duas vezes? Para o oscilador anarmônico, os níveis de energia não são mais uniformemente espaçados, logo a energia para a transição n = 0 a n = 1 não é a mesma que aquela para