Química Física Avanzada II Tema 4. Espectros de rotación de moléculas diatómicas

Modelo del rotor rígido 4.1. Energía de rotación: rotor rígido Modelo del rotor rígido z2 m2 z1 m1 r cdm Eje de rotación masa reducida 

Energía del rotor rígido mecanocuántico 4.1. Energía de rotación: rotor rígido Energía del rotor rígido mecanocuántico Constante de rotación B

Diagrama de niveles de energía 4.1. Energía de rotación: rotor rígido Diagrama de niveles de energía J 5 4 3 2 1 E 2B 6B 12B 20B 30B

Población de los estados rotacionales 4.2. Espectro del rotor rígido en MW Población de los estados rotacionales

Reglas de selección 0  0 J = ±1 M = 0, ±1 4.2. Espectro del rotor rígido en MW Reglas de selección X   Y Z 0 0  0 J = ±1 M = 0, ±1

4.2. Espectro del rotor rígido en MW Espectro de absorción

Transiciones y espectro 4.2. Espectro del rotor rígido en MW Transiciones y espectro J 5 4 3 2 1 E 2B 6B 12B 20B 30B  2B 2B 2B 2B 2B 4B 6B 8B 10B

Información estructural 4.2. Espectro del rotor rígido en MW Información estructural e B I r

Comparación con resultados experimentales 4.2. Espectro del rotor rígido en MW Comparación con resultados experimentales Espectro de MW del CO

Espectro experimental de HCl 4.3. Sustitución isotópica Espectro experimental de HCl

Comparación 1H35Cl / 1H37Cl Si    I   B   E        4.3. Sustitución isotópica Comparación 1H35Cl / 1H37Cl 1H35Cl 1H37Cl J 5 4 3 2 1  2B 4B 6B 8B 10B Si    I   B   E       

Distorsión centrífuga 4.4. Energía de rotación: rotor no rígido Distorsión centrífuga Constante de distorsión centrífuga D (D~B10-3)

4.5. Espectro del rotor no rígido en MW Espectro de absorción RNR  RR

Comparación modelos rígido/no rígido en el HCl 4.5. Espectro del rotor no rígido en MW Comparación modelos rígido/no rígido en el HCl

Información estructural 4.5. Espectro del rotor no rígido en MW Información estructural Asignación de las líneas espectrales D << B   2 B Representación gráfica B I r

Perturbación producida por un campo eléctrico E0 4.6. Efecto Stark Perturbación producida por un campo eléctrico E0 E0  J M H' = Eo mo cos q

Espectro de MW en presencia de un campo E0 4.6. Efecto Stark Espectro de MW en presencia de un campo E0 Sin campo Con campo M=1 M=2 M=3 M=0 J=0 J=1 J=2 J=3 M=0 M=1 M=2 M=0 M=1 M=0 J = ±1 M = 0,±1 Sin campo J = ±1 M = 0 Con campo

Dispersión Raman Efecto Raman Stokes  = 0 –  4.7. Espectroscopía Raman Dispersión Raman 0 0 0 -  Radiación dispersada Efecto Raman Stokes  = 0 –  Efecto Rayleigh  = 0 Efecto Raman anti-Stokes  = 0 + 

Esquema general de un espectro Raman 4.7. Espectroscopía Raman Esquema general de un espectro Raman Rayleigh  Stokes   anti-Stokes 19000 20000 21000 22000 23000 24000 25000 26000 n rotación rotación rotación-vibración rotación-vibración Rama S Rama S Rama Q Rama S Rama O n0

4.7. Espectroscopía Raman Polarizabilidad

Rotor rígido Reglas de selección 4.8. Espectro Raman de rotación Rotor rígido Reglas de selección DJ = +2 Dispersión Stokes  Rama S DJ = 0 Dispersión Rayleigh DJ = –2 Dispersión anti-Stokes  Rama S Desplazamiento de frecuencias y espaciado

Transiciones y espectro 4.8. Espectro Raman de rotación Transiciones y espectro E 30B 20B 12B 6B 2B J 5 4 3 2 1 E 2B 6B 12B 20B 30B Stokes Anti-Stokes 4B 4B 4B 6B 6B 4B 4B 4B  S3 S2 S1 S0 0 S0 S1 S2 S3

Información estructural 4.8. Espectro Raman de rotación Información estructural e B I r