Química Física II - Esp. de Vibración

Study Notes

Química Física II - Tema 6: Espectros de Vibración en Moléculas Poliatómicas

Moléculas Poliatómicas: Modos y Coordenadas Normales: Las coordenadas cartesianas de desplazamiento describen el movimiento de cada átomo respecto a su posición de equilibrio. Se utilizan coordenadas ponderadas en masa para simplificar los cálculos del problema. Las coordenadas normales son combinaciones lineales de las coordenadas pesadas en masa, eliminando los términos cruzados.
Tratamiento Mecanocuántico: El hamiltoniano se construye para moléculas poliatómicas, expresándolo como una suma de hamiltonianos. Cada modo normal de vibración, descrito por una coordenada normal, contribuye a la energía total de vibración. Las funciones propias de vibración son productos de funciones individuales para cada modo, usando polinomios de Hermite.
Simetría de los Modos Normales: Reglas de Selección y Espectros de Vibración: La simetría de los modos normales es crucial para determinar las reglas de selección en espectros de vibración. Para transiciones permitidas, las funciones de onda deben transformar de forma apropiada bajo las operaciones de simetría del grupo puntual de la molécula.
Frecuencias de Grupo: Grupos funcionales particulares producen bandas espectrales características y reconocibles en espectros de IR, útiles para la determinación estructural. Las frecuencias de grupo son útiles para identificar estos grupos en moléculas complejas.
Espectros de Rotación-Vibración de Moléculas Lineales: Para moléculas lineales, ciertas reglas de selección son específicas para transiciones de rotación-vibración, en espectros de IR o microondas.
Aspectos Experimentales de la Espectroscopía de IR: Métodos experimentales de espectroscopía de infrarrojo, incluyendo los detalles de los instrumentos y procedimientos.
Consideraciones de Simetría: La simetría de la molécula determina la actividad de los diferentes modos normales en las espectroscopías rotacional y vibracional, y las reglas de selección de transiciones correspondientes.
Aplicaciones Analíticas: Analizando los espectros de vibración, se puede obtener información estructural útil e identificando diferentes grupos funcionales.
Espectros de Rotación-Vibración de Moléculas Tromposimétricas: Las moléculas tromposimétricas muestran perfiles con complejas estructuras rotacionales. Se describen diferentes casos y aproximaciones para analizar estos espectros.
Espectros de Rotación-Vibración de Moléculas Trompoasimétricas: Las moléculas trompoasimétricas muestran perfiles complejos. Se distinguen patrones característicos para cada tipo, como el análisis de las bandas A, B y C, y las diferentes regiones espectrales.
Espectros de Absorción y Interferograma FTIR: Los procesos usados en los espectrómetros FTIR para obtener el espectro en el dominio del tiempo.