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Rio de Janeiro UFRJ 2004.1 Questão: 4 Química Geral

As telas de televisão plana e de telefones celulares usam como visores os chamados OLED, que são equivalentes a “microlâmpadas” coloridas, formadas por camadas de compostos metal orgânicos depositadas entre dois eletrodos.

Um dos metais mais utilizados como emissor de fótons é o alumínio, ligado a um com posto orgânico, a quinolina [Al(quinolina)₃].

a) Em sistemas semelhantes, pode-se variar a cor da luz emitida substituindo-se o alumínio por outro metal de mesma valência.

Escreva a configuração eletrônica do íon Al³⁺ e indique, entre os íons da lista a seguir, qual poderia substituir o alumínio nesses sistemas.

K⁺, Ca²⁺, Sc²⁺, Ti⁴⁺, V⁵⁺, Mn⁴⁺, Fe³⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺.

b) A emissão de luz nesses dispositivos pode ser explicada pelo modelo de Bohr.

O diagrama de energia a seguir refere-se ao OLED de [Al(quinolina)₃].

Com base no diagrama de energia referente ao OLED de [Al(quinolina)₃] e utilizando o gráfico de conversão e a escala de cores apresentados acima, determine o comprimento de onda λ e a cor da luz emitida pelo OLED de [Al(quinolina)₃].

Comentários:

a) A estrutura eletrônica do alumínio é: [Ne] 3s²3p¹. Ao perder três elétrons para formar o íon Al³⁺, obtém-se a estrutura eletrônica solicitada: [Ne], ou 1s²2s²2p⁶.

O único íon de mesma valência que o Al³⁺na lista fornecida e que, portanto, pode substituí-lo, é o Fe³⁺.

b) Segundo o modelo de Bohr, a diferença de energia entre o nível intermediário e o estado fundamental corresponde à energia do fóton de luz visível emitido, que é de 2,4 eV. O comprimento de onda do fóton emitido é de 520 nm, o que indica que o OLED emite luz de cor verde.

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