Femtochemistry - Femtochemistry

Técnicas de sonda de bomba

Femtochemistry é a área da química física que os estudos de reacções químicas em escalas de tempo extremamente curtos (cerca de 10 -15 segundos ou um femtosegundo , daí o nome), a fim de estudar o próprio acto de átomos dentro de moléculas (reagentes) que rearranja-se para formar novas moléculas ( produtos). Em uma edição de 1988 da revista Science , Ahmed Hassan Zewail publicou um artigo usando este termo pela primeira vez, declarando "Femtoquímica em tempo real, isto é, química na escala de tempo de femtossegundos ...". Mais tarde, em 1999, Zewail recebeu o Prêmio Nobel de Química por seu trabalho pioneiro nessa área, mostrando que é possível ver como os átomos de uma molécula se movem durante uma reação química com flashes de luz laser .

A aplicação da femtoquímica em estudos biológicos também ajudou a elucidar a dinâmica conformacional das estruturas de RNA de haste-alça .

Muitas publicações têm discutido a possibilidade de controlar as reações químicas por esse método, mas isso permanece controverso. As etapas em algumas reações ocorrem na escala de tempo de femtossegundos e às vezes em escalas de tempo de attossegundos e, às vezes, formam produtos intermediários . Esses intermediários de reação nem sempre podem ser deduzidos da observação dos produtos inicial e final.

Espectroscopia bomba-sonda

A abordagem mais simples e ainda uma das técnicas mais comuns é conhecida como espectroscopia de bomba-sonda . Neste método, dois ou mais pulsos ópticos com atraso de tempo variável entre eles são usados ​​para investigar os processos que acontecem durante uma reação química. O primeiro pulso (bomba) inicia a reação, quebrando um vínculo ou excitando um dos reagentes. O segundo pulso (sonda) é então usado para interrogar o progresso da reação um certo período de tempo após o início. À medida que a reação progride, a resposta do sistema de reação ao pulso da sonda muda. Ao escanear continuamente o atraso de tempo entre os pulsos da bomba e da sonda e observar a resposta, os trabalhadores podem reconstruir o progresso da reação em função do tempo.

Exemplos

Dissociação de bromo

A femtoquímica tem sido usada para mostrar os estágios eletrônicos resolvidos no tempo da dissociação do bromo . Quando dissociados por um pulso de laser de 400 nm, os elétrons se localizam completamente em átomos individuais após 140 fs, com átomos de Br separados por 6,0 Å após 160 fs.

Veja também

Referências

Leitura adicional

Andrew M. Weiner (2009). Óptica ultrarrápida . Wiley. ISBN 978-0-471-41539-8.

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