Questão 91 do ENEM 2018 (Ciências da Natureza)

Question

Pesquisas demonstram que nanodispositivos baseados em movimentos de dimensões atômicas, induzidos por luz, poderão ter aplicações em tecnologias futuras, substituindo micromotores, sem a necessidade de componentes mecânicos. Exemplo de movimento molecular induzido pela luz pode ser observado pela flexão de uma lâmina delgada de silício, ligado a um polímero de azobenzeno e a um material suporte, em dois comprimentos de onda, conforme ilustrado na figura. Com a aplicação de luz ocorrem reações reversíveis da cadeia do polímero, que promovem o movimento observado.
365 nm
420 nm Átomos:

Hidrogênio Carbono Nitrogênio TOMA, H. E. A nanotecnologia das moléculas. Química Nova na Escola, n. 21, maio 2005 (adaptado). O fenômeno de movimento molecular, promovido pela incidência de luz, decorre do(a)

A) movimento vibracional dos átomos, que leva ao encurtamento e à relaxação das ligações.
B) isomerização das ligações N=N, sendo a forma cis do polímero mais compacta que a trans.
C) tautomerização das unidades monoméricas do polímero, que leva a um composto mais compacto.
D) ressonância entre os elétrons π do grupo azo e os do anel aromático que encurta as ligações duplas.
E) variação conformacional das ligações N=N, que resulta em estruturas com diferentes áreas de superfície.

Accepted Answer

Alternativa B: isomerização das ligações N=N, sendo a forma cis do polímero mais compacta que a trans.

A luz provoca a isomerização das ligações N=N do polímero de azobenzeno, alternando entre as formas cis e trans; como a forma cis é mais compacta (menor) que a trans, essa mudança de formato causa a flexão observada na lâmina. Não se trata de vibração simples das ligações, nem de tautomerização (que envolve deslocamento de hidrogênio) ou de ressonância eletrônica, mas dessa mudança estrutural reversível induzida pela luz. Consulte a figura da questão para ver os dois comprimentos de onda usados no experimento.

Questão 91 do ENEM 2018

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