O plásmon da região de recobrimento da ligação química como ferramenta para caracterização de materiais

Abstract

Questões importantes podem ser levantadas sobre a possibilidade da existência de relações entre propriedades macroscópicas de materiais e os conceitos, introduzido recentemente, de polarizabilidade da região de recobrimento (PR) e o conceito de valência iônica específica (VIE). Uma proposta na qual a região de recobrimento da ligação química é considerada como uma distribuição de cargas do tipo plásmon localizado ‐ Plásmon da Região de Recobrimento da Ligação Química (PRR) levou, recentemente, a questões sobre a possibilidade de absorção e espalhamento inelástico de radiação pela região de recobrimento. O principal objetivo deste trabalho é explorar os significados físicos dos conceitos de Plásmon e Polarizabilidade da Região de Recobrimento para o estado sólido. Objetiva‐se também o uso desses conceitos para a caracterização de materiais no estado sólido, quanto aos seus graus de covalência. Os sistemas analisados foram halogenetos alcalinos MX (com M = Li, Na, K e X = F, Cl, Br), a fase α do óxido de alumínio, a fase α‐quartzo do óxido de silício e a fase cassiterita do óxido de estanho. Estes sistemas foram escolhidos por representarem classes fundamentais de compostos no estado sólido e por apresentarem resultados experimentais disponíveis na literatura. Os resultados mostram que αPR apresenta uma acentuada correlação linear com a polarizabilidade molar αmol (R2 = 0.973). A equação ajustada possibilita a utilização do αPR como uma ferramenta para prever a polarizabilidade do material como um todo. Uma excelente correlação (R2 = 0.959) foi encontrada para o ajuste exponencial entre αPR e a energia de bandgap Eg do material. A equação ajustada torna possível a caracterização de materiais quanto ao seu grau de covalência, dado o seu Eg. Concluiu‐se que o plásmon pode ser fisicamente mensurável. Além disto, as energias obtidas para este oscilador estão na faixa de 5 20 eV, região onde se observam os efeitos de éxcitons, plásmons coletivos e as primeiras transições inter e intrabanda. O PRR pode ser utilizado para caracterização de propriedades na faixa de 5 20 eV. O efeito do plásmon da região de recobrimento pode estar relacionado com algumas estruturas suaves nos espectros de absorção e de perda de energia, e pode ser uma forma alternativa de interpretar os picos atribuídos aos efeitos de éxciton nos halogenetos de alcalinos