Química Física Avanzada II Tema 3. Interacción materia-radiación

Línea de absorción 3.1. Concepto de Espectroscopía Ej E= h  En Frecuencia Absorción 

Separación de energías en una molécula 3.1. Concepto de Espectroscopía Separación de energías en una molécula Rotación E = 0.04 kJ/mol = 3,5 cm-1 Vibración  E = 20 kJ/mol = 1750 cm-1 Electrónica  E = 840 kJ/mol = 70000 cm-1

Regiones del espectro electromagnético 3.1. Concepto de Espectroscopía Regiones del espectro electromagnético

Experimento de absorción 3.1. Concepto de Espectroscopía Experimento de absorción RENDIJA RENDIJA FUENTE CÉLULA DISPERSOR DETECTOR REGISTRO

Características instrumentales 3.1. Concepto de Espectroscopía Características instrumentales Poder de resolución Poder de resolución = Sensibilidad Cantidad de muestra Acumulación de espectros

Intensidad de la línea espectral 3.1. Concepto de Espectroscopía Intensidad de la línea espectral Magnitud de la interacción materia-radiación Probabilidad de la transición Población de los estados energéticos Ley de distribución de Boltzmann

Radiación planopolarizada 3.2. Interacción radiación electromagnética-sistema molecular Radiación planopolarizada x z y E B

Sistema molecular Interacción 3.2. Interacción radiación electromagnética-sistema molecular Sistema molecular Interacción

Transición espectroscópica 3.2. Interacción radiación electromagnética-sistema molecular Transición espectroscópica

Probabilidad de transición 3.2. Interacción radiación electromagnética-sistema molecular Probabilidad de transición Para radiación isotrópica Coeficiente de Einstein para la absorción inducida de radiación

Coeficientes de probabilidad 3.3. Probabilidades de transición de Einstein Coeficientes de probabilidad Para absorción inducida Para emisión inducida Para emisión espontánea Significado físico de Ajn Vida media del estado j

Integral del momento de transición 3.4. Reglas de selección Integral del momento de transición Condiciones para que la transición n j sea permitida Traslación    constante  No hay espectro Rotación   debe variar en dirección Vibración   debe variar en módulo Reglas de selección Restricciones que hay que imponer a los valores de los números cuánticos n y j para que la integral del momento de transición n  j sea distinta de cero

Ejemplo: Partícula en una caja monodimensional 3.4. Reglas de selección Ejemplo: Partícula en una caja monodimensional

Anchura natural Para n=  y como j‑1=Ajn: 3.5. Forma y anchura de las líneas Anchura natural  0 Para n=  y como j‑1=Ajn:

Efecto de la concentración 3.5. Forma y anchura de las líneas Efecto Doppler Efecto de la concentración 0 Efecto de saturación

Ley de Lambert-Beer 3.6. Comparación con datos experimentales d 0 

Resultados teóricos Intensidad de la radiación 3.6. Comparación con datos experimentales Resultados teóricos Intensidad de la radiación Flujo de energía que atraviesa una superficie de 1 cm2 en un segundo I =  v 1 cm n d moléculas 1 cm d