UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Química

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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

Fotoquimica Inorganica

Unidade Ofertante:

IQUFU

Código:

PQ117

Período/Série:

 

Turma:

 

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

60

Prática:

0

Total:

60

Obrigatória:

 ( )

Optativa:

( X)

Professor(A):

Antonio Otavio de Toledo Patrocinio

Ano/Semestre:

2024/2

Observações:

Horário: Segunda-feira, das 14h às 17h40

 

EMENTA

· Princípios de fotoquímica molecular: estados eletrônicos; processos de desativação do estado excitado

· Aspectos Cinéticos e Termodinâmicos da fotofísica de compostos de coordenação e óxidos metálicos: luminescência, transferência de energia, supressão de luminescência.

· Aspectos Cinéticos e Termodinâmicos da fotoquímica de compostos de coordenação e óxidos metálicos: reações de fotosubstituição, fotoisomerização e transferência de elétrons fotoinduzidas.

· Métodos experimentais para o estudo das propriedades fotoquímicas e fotofísicas.

· Aplicações da Fotoquímica Inorgânica em catálise e conversão de energia

JUSTIFICATIVA

Aprofundar os conhecimentos em fotoquímica inorgânica.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

O curso visa introduzir conceitos básicos de fotoquímica molecular, em especial a de complexos metálicos. Durante o curso, o aluno deverá correlacionar os conceitos prévios de teoria de ligação e geometria molecular ao processo de absorção de luz e formação do estado excitado. Os diferentes processos de desativação do estado excitado serão estudados utilizando as teorias correntes e os métodos experimentais utilizados para a investigação desses processos serão descritos e exemplificados. Exemplos de dispositivos moleculares fotoinduzidos baseados em complexos metálicos serão citados, de forma a demonstrar a aplicabilidade da fotoquímica em diferentes situações.

Espera-se que, ao final do curso, o aluno possa utilizar os métodos e conceitos da fotoquímica molecular como ferramenta na elucidação/desenvolvimento de diferentes processos.

 

PROGRAMA

1. Princípios de fotoquímica molecular

a. Introdução: processos térmicos versus processos fotoinduzidos

b. A natureza da luz: princípios de mecânica quântica

c. Estrutura eletrônica das moléculas: uma breve revisão

d. Transições eletrônicas em compostos de coordenação: regras de seleção, transições proibidas por spin e por simetria, o princípio de Franck-Condon, Lei de Lambert-Beer.

e. Transições eletrônicas em óxidos metálicos: teoria de bandas

 

2. Processos Fotofísicos

a. Transições radiativas e não radiativas

b. Acoplamento spin-órbita e efeito do átomo pesado

c. Processos de transferência de energia: aspectos termodinâmicos e cinéticos

d. Supressão de luminescência: aspectos cinéticos

e. Técnicas experimentais para avaliação de processos fotofísicos: espectroscopia de emissão estacionária e resolvida no tempo; determinação de tempo de vida e rendimento quântico; efeito da temperatura nos processos emissivos.

 

3. Processos Fotoquímicos

a. Reações fotoquímicas: correlação com a natureza do estado excitado

b. Aspectos termodinâmicos e cinéticos das reações fotoquímicas

c. Reações fotoquímicas em compostos de coordenação: fotossubstituição, fotoisomerização em complexos metálicos.

d. Transferência eletrônica fotoinduzida: termodinâmica; cinética; teoria de Marcus; região invertida.

e. Transferência eletrônica em sistemas heterogêneos: óxidos metálicos, nanopartículas; aspectos cinéticos e termodinâmicos.

 

4. Aplicações atuais da Fotoquímica Inorgânica

a. Dispositivos emissores de luz

b. Fotochaveadores e fotossensores

c. Fotocatálise homogênea e heterogênea

d. Dispositivos para conversão de energia solar.

 

METODOLOGIA

Aulas expositivas, discussão de textos e artigos científicos, lista de exercícios.

AVALIAÇÃO

Lista de exercícios - 30 pontos

Atividades em sala de aula - 20 pontos

Prova 1 - 20 pontos

Prova 2 - 20 pontos.

BIBLIOGRAFIA

Básica

1. Huheey, J. E.; Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity, 4a edição, Harper e Row, London, 1993.

2. Shriver, D. F.; Atkins, P. W.; Overton, T. L.; Rourke, J. P.; Weller, M. T.; Armstrong, F. A.; Química Inrogânica, 4a edição, Oxford University Press, Oxford, 1996.

3. Gibert, A.; Baggott, J.; Essentials of Molecular Photochemistry, 1a edição, Backwell Scientific, Oxford, 1991.

4. Turro, N. J.; Modern Molecular Photochemistry, University Science Books, 1991.

5. Kalyanasyndaran, K.; Photochemistry of Polypyridine and Porphyrin complexes, Academic Press, London, 1992.

Complementar

1. Ferraudi, G. J.; Elements of Inorganic Photochemistry, Willey Interscience Pub., New York, 1988.

2. Balzani, V.; Scandola, F.; Supramolecular Photochemistry, Ellis Horwood Ltd, West Sussex, 1991.

3. Schanze, K.; Ramamurthy V.; Molecular and Supramolecular Photochemistry, vol. 1-9.

4. Kettle, S. F. A.; Symmetry and Structure: Readable Group Theory for Chemists, 2a edição, Willey Interscience Pub., 1995

5. Peródicos específicos:

a. Journal of Photochemistry and Photobiology

b. Photochemistry and Photobiology

c. Photochemistry and Photobiology reviews

d. Coordination Chemistry Review

e. Journal of the American Chemical Society

f. Inorganic Chemistry

g. Accounts on Chemical Research

h. Chemical Reviews

i. Dalton Transactions

j. Solar Energy Materials and Solar Cells

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em 10/09/2024

Coordenação do Curso de Pós-graduação em Química

 


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Documento assinado eletronicamente por Antonio Otavio de Toledo Patrocínio, Professor(a) do Magistério Superior, em 13/09/2024, às 07:55, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.


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Referência: Processo nº 23117.041257/2024-95 SEI nº 5694229