Os testes mostram que a tomografia orbital por fotoemissão pode detectar orbitais sigma

orbitais σ e mapas de bandas ARPES. (A) orbitais σ(7,3) e σ(0,8) de bisanteno (C28H14, 4) (topo) e bisanteno metalizado (C28H12Cu2, 5) (abaixo). (B e C) Mapas de banda ao longo das direções [11¯0] e [001]. As bandas π e σ são rotuladas. As linhas tracejadas brancas denotam a energia de ligação Eb do mapa k∥ na Fig. 4A. Crédito:Avanços Científicos (2022). DOI:10.1126/sciadv.abn0819

Uma equipe de pesquisadores filiados a várias instituições na Alemanha e na Áustria relata que é possível usar a tomografia orbital por fotoemissão para detectar orbitais σ. Em seu artigo publicado na revista Science Advances, o grupo descreve a modificação de um aspecto da tomografia orbital por fotoemissão para tornar os orbitais σ visíveis.
Por muitos anos, químicos e físicos têm trabalhado para mapear a esfera que existe ao redor dos núcleos atômicos – dentro de tais esferas, existem camadas que definem as áreas onde os elétrons provavelmente existem em um determinado momento, com cada um dado um nome, como σ ou π.

Por muitos anos, os pesquisadores usaram microscópios de tunelamento para entender melhor a estrutura dos átomos, mais particularmente a profundidade do potencial de um determinado elétron. É provável que a abordagem funcione apenas para um número limitado de camadas, principalmente em orbitais π. Por causa disso, os pesquisadores procuraram outras maneiras de estudar as conchas.

Em 2009, um grupo de pesquisadores desenvolveu uma nova abordagem chamada tomografia orbital por fotoemissão. Envolvia brilhar luz ultravioleta em uma superfície e, em seguida, medir as energias (e ângulos) dos elétrons que foram eliminados devido ao efeito fotoelétrico. A técnica foi usada para mapear orbitais π, mas surgiram problemas ao tentar usá-la para mapear orbitais σ. Ainda assim, os pesquisadores acreditavam que deveria funcionar – eles até encontraram uma maneira de provar isso matematicamente. Nesse novo esforço, os pesquisadores encontraram uma maneira de contornar os problemas anteriores, permitindo que a técnica fosse usada com orbitais σ.

A abordagem usada no novo esforço envolveu a aplicação de radiação síncrotron. Isso expandiu a faixa de energia usada no processo de tomografia orbital por fotoemissão. Mas adicionar essa fonte de energia criou outro problema:como medir os resultados. Para resolver esse problema, a equipe desenvolveu um programa personalizado que analisava os dados do processo de tomografia e forneceu uma análise detalhada dos orbitais σ. Os pesquisadores descobriram que os espectros estavam próximos das previsões, e os resultados também responderam a questões não resolvidas na ciência da química de superfície. Eles planejam ver se seu método pode ser usado em tempo real. + Explorar mais