Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: ESTUDO DAS PROPRIEDADES FOTOFÍSICAS DE COMPLEXOS DE EURÓPIO COM ÁCIDOS ORGÂNICOS
AUTORES: Lima Junior, J.R. (UFPE) ; Malta, O.L. (UFPE) ; Souza, A.P. (UFPE)
RESUMO: Este trabalho teve como objetivo investigar as propriedades espectroscópicas de
complexos de európio com os ligantes: Ácido Benzóico (ABZ), Ácido
Benzenoselenínico (ABSe) e Benzeno Sulfinato de Sódio (ABS). Foram Determinados
os espectros de emissão e excitação, o tempo de vida do estado emissor, os
parâmetros de intensidades (Ωλ) e R02, e a eficiência quântica de emissão. Os
espectros de emissão dos complexos apresentaram as transições do íon Eu3+, a
presença da transição 5D0→7F0 sugere que o íon está em um ambiente de baixa
simetria. Os valores dos Ωλ indicaram que o ambiente químico no qual o íon se
encontra é pouco polarizável. Os complexos com os ligantes ABSe e ABZ foram
melhores sensibilizadores para o íon Eu3+, apresentando eficiência quântica de
28 e 29%, respectivamente.
PALAVRAS CHAVES: Ácidos orgânicos; Európio; Luminescência
INTRODUÇÃO: Os íons lantanídeos são caracterizados por apresentarem espectros de emissão e
absorção com linhas finas, devido à blindagem exercida pelas subcamadas 5s e 5p,
totalmente preenchidas, que protegem a subcamada 4f das interações com o
ambiente químico, conferindo um comportamento quase monocromático à
luminescência apresentada por estes íons. Os compostos de íons lantanídeos
(Ln3+) vêm sendo amplamente estudados, pois são de grande interesse da química
de coordenação. O estudo de suas propriedades luminescentes pode nos dar
informações importantes sobre as propriedades estruturais e espectroscópicas
desses íons [1]. São inúmeras as aplicações destes compostos, dentre estas
podemos citar a fabricação de lasers, como materiais luminescentes, aplicação em
sistemas biológicos atuando como sonda espectroscópica para estudo das funções
de biomoléculas, como marcadores em imunologia e entre outras [2].Os complexos
de európio (III) destacam-se entre os demais por apresentarem elevados
rendimentos quânticos de emissão. Além disso, o íon Eu3+ pode ser usado como
sonda luminescente, nos dando informações sobre as perturbações em um
determinado ambiente químico. Dentre os vários ligantes utilizados em compostos
de coordenação os ácidos orgânicos destacam-se por se coordenarem de várias
formas e serem termodinamicamente estáveis quando estão na presença dos metais
de transição e lantanídeos [3]. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo
investigar as propriedades fotofísicas de complexos de európio com os ligantes
benzeno sulfinato de sódio (ABS), ácido benzenoselenínico (ABSe)e ácido benzoico
(ABZ).
MATERIAL E MÉTODOS: Os espectros de emissão e excitação foram obtidos, varrendo-se a faixa de 500-
730 nm e 230-500 nm, respectivamente. As curvas de decaimento do nível emissor
do íon európio, foram obtidas no Laboratório de Terras Raras da UFPE. Todas as
medidas foram obtidas com as amostras no estado sólido à temperatura de 298 K.
Para cada curva de decaimento obtida, ajustou-se uma exponencial de primeira
ordem para determinação dos valores de tempo de vida (τ). A partir do inverso do
valor do tempo de vida obtivemos a taxa de emissão total (Atotal), as taxas de
emissão radiativa (Arad) foram obtidas de acordo com a referência [4]. A
eficiência quântica de emissão (η) foi determinada através da relação entre a
taxa de emissão radiativa e a total. Os parâmetros de intensidades foram obtidos
com base na teoria de Judd-Ofelt [5].Os valores do parâmetro R02 foram
determinados a partir da relação entre as intensidades das transições 5D0→7F0 e
5D0→7F2.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na espectroscopia de emissão os complexos com os ligantes ABS e ABSe
apresentaram máximos de excitação em 394 nm, referente ao 5L6 do íon európio,
somente o complexo com o ligante ABZ apresentou máximo de excitação em 294 nm,
associado a estados eletrônicos do ligante, indicando que o ABZ é um eficiente
sensibilizador para o íon Eu3+. Os espectros de emissão dos compostos
apresentaram as transições típicas do íon európio (Figura 1). A transição
5D0→7F0 indica que o íon európio encontra-se em um ambiente de baixa simetria. A
emissão do ligante, observada em comprimentos de ondas menores que 500 nm, nos
complexos com os ligantes ABS e ABSe sugere que o processo de transferência de
energia ligante→metal não ocorre de forma muito eficiente. Os valores de tempo
de vida curtos nos complexos [Eu(ABS)3(H2O)2](H2O), [Eu(ABZ)3(H2O)2](H2O),
[Eu(ABSe)3(H2O)2](H2O)2 estão associados a taxas de emissão não radiativas
elevadas, devido a presença de osciladores O-H na primeira esfera de coordenação
dos compostos. Os valores dos parâmetros de intensidades Ω2 e Ω4 (Tabela 1)
sugerem que, nestes complexos, o íon európio está em um ambiente químico pouco
polarizável, quando comparado a complexos com ligantes β-dicetonas. No entanto,
esses valores são semelhantes aos valores encontrados na literatura para os
complexos sintetizados com carboxilatos. O complexo [Eu(ABZ)3(H2O)2](H2O)
apresentou o menor valor para o parâmetro R02, indicando que nesse composto o
efeito de mistura dos J’ s é menos eficiente. Os complexos com os ligantes ABSe
e ABZ apresentaram maior eficiência quântica de emissão indicando que estes
ligantes são melhores sensibilizadores para o íon Eu3+.
Figura 1
Tabela 1
CONCLUSÕES: Os complexos apresentaram as transições características do íon európio. A
presença da banda de emissão dos ligantes ABS e ABSe nos espectros de emissão dos
complexos, indica que o processo de transferência de energia ligante-metal não
ocorre de forma muito eficiente. Os parâmetros de intensidades Ω2 e Ω4 sugerem
que o íon Eu3+ está em um ambiente pouco polarizável e o parâmetro R02 indica que
o efeito de mistura dos J's é mais eficiente no complexo com o ligante ABSe. Os
valores de eficiência quântica indicam que os ligantes ABSe e ABZ são melhores
sensibilizadores para o íon európio.
AGRADECIMENTOS: Ao PIBIC-UFPE, CNPq, INCT-INAMI, LAQIS-UFRPE.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] Ávila LR. Dissertação de Mestrado, Estudo e Preparação de Híbridos Orgânico-Inorgânicos através do Método Sol-Gel Contendo Íons Opticamente Ativos (2007), Universidade de Franca. [2] Silva L. L.; Dissertação de Mestrado “Síntese, Caracterização e Estudo da Aplicabilidade dos Complexos entre Ligantes Carboxílicos e Lantanídeos (La, eu, Tb e Dy) como traçadores”. (2010) Universidade Federal de Minas Gerais. [3] Blasse, G.; Grabmaier, B. C.; “Luminescent materials” (Springer-Verleg, 1994).[4] G. S. Ofelt, J. Chem. Phys, 37, (1962), 511.