Struttura della Materia
lezioni 31 e 32
spettro roto-vibrazionale di una molecola biatomica: complementi e un semplice esercizio
NB
Questi argomenti non sono trattati nel mio libretto; per questo ho messo qui (sperando di non averci infilato troppi errori) lo scan delle 4 pagine di appunti su cui ho basato la lezione; altre fonti di ispirazione sono state la collezione di esercizi del 2007, il capitolo Molecular Spectra del Bransden-Joachain (nella prima edizione che ho io sono le pagine 428-436 del capitolo 10), queste note del prof. Dill della Boston University. A chi di voi faceva domande sulla struttura fine dei picchi, consiglio la prima parte di questo laboratorio di chimica della New Mexico State University, che discute gli effetti isotopici proprio per HCl (lo spettro sperimentale visto alla fine della lezione sullo schermo).
- operatore di dipolo elettrico: contributo nucleare ed elettronico (qui 7 utili pagine di appunti)
- al contributo elettronico corrispondono transizioni fra diversi stati elettronici (salti fra diverse curve Born-Oppenheimer) che discuteremo nella prossima lezione
- al contributo nucleare corrispondono transizioni fra gli stati roto-vibrazionali che abbiamo visto nella scorsa lezione
- in approssimazione di dipolo, per avere assorbimento ed emissione da parte degli stati roto-vibrazionali ci vuole un momento di dipolo nucleare permanente
- in una molecola biatomica omonucleare il momento di dipolo nucleare è nullo per simmetria: niente spettro rotovibrazionale in approssimazione di dipolo
- le diverse scale di energia delle transizioni elettroniche, vibrazionali e rotazionali e la probabilità di occupazione dei relativi stati a temperatura ambiente
- discussione dello spettro rotovibrazionale di una molecola biatomica eteronucleare, branche P, Q, R: esempio dell'acido iodidrico HI (esercizio 2 pag. 16 della collezione di esercizi del 2007)
- per rendersi conto di quanto bene la teoria descriva l'esperimento, vale la pena di dare un'occhiata allo spettro sperimentale roto-vibrazionale di HCl (la figura per HI non l'ho trovata), tratta da un sito che forse conoscete, spesso utile quando si studia
- da non dimenticare: oltre alla spettroscopia di assorbimento e emissione, per la quale valgolo le regole di selezione di dipolo, sono possibili altre spettroscopie delle molecole, come quella basata sulla diffusione della luce da parte delle molecole (Raman scattering), per le quali valgono regole di selezione diverse
