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Questions and Answers
¿Qué representa la transición vibrónica en un espectro molecular?
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El espectro de p-cianofenol es un ejemplo de qué tipo de espectro?
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En la transición electrónica descrita como $S) ← S*$, qué representa el estado $S*$?
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¿Cuál de los siguientes conceptos no está relacionado con espectroscopía molecular?
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¿Qué se analiza utilizando diagramas de Walsh en espectroscopía?
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¿Qué propiedades caracterizan la fluorescencia y la fosforescencia?
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¿Cuál de los siguientes compuestos no es mencionado como ejemplo en los espectros electrónicos?
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Los componentes rovibrónicos en espectros se producen debido a:
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¿Cuántos modos normales se mencionan para el espectro del fenol?
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¿Cuál de las siguientes transiciones electrónicas se menciona en el contenido?
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¿Qué significa la congestión de componentes rovibrónicos?
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¿Qué representa la notación $S_1
ightarrow S^*$?
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¿Cuál es una característica de las componentes vibrónicas?
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¿Qué relación se establece entre los niveles electrónicos y los componentes vibrónicos?
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De acuerdo a la representación, ¿qué espectro exhibe el fenol?
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¿Cómo se expresa el origen vibrónico en las transiciones?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los estados electrónicos y reglas de selección es correcta?
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¿Qué molécula se menciona específicamente en relación con los Diagramas Walsh?
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En el contexto de la fluorescencia y fosforescencia, ¿qué representan los diagramas de Jablonski?
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¿Cuál es una de las características importantes de los grupos cromóforos?
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En la espectroscopía molecular, ¿qué implica el término 'procesos multifotónicos'?
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¿Cuál de las siguientes moléculas es analizada en el contexto de espectros electrónicos como parte del estudio de moléculas AH3?
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¿Qué tipo de técnicas experimentales se utilizan para el análisis en el rango ultravioleta-visible?
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En el estudio de los espectros electrónicos, ¿qué caracteriza a las moléculas del benceno?
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¿Qué caracterizan los espectros electrónicos de las moléculas poliatómicas?
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¿Cuál es una condición de resonancia mencionada en las técnicas experimentales UV-vis?
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¿Por qué se considera que las moléculas grandes requieren un enfoque computacional?
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¿Qué aspecto se debe evitar al tratar de representar los orbitales moleculares?
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¿Cómo se relaciona la masa molecular con las separaciones energéticas en vibraciones?
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¿Qué define la correlación entre grupos puntuales en transiciones electrónicas?
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¿Cuánto es el número total de vibraciones para una molécula con N átomos?
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¿Qué se debe evitar al tratar de entender el concepto de hibridación?
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¿Qué representa el solapamiento de componentes vibrónicas en moléculas como la acetona?
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Al analizar espectros electrónicos, ¿cuál es una de las dificultades mencionadas?
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¿Qué representa el Hamiltoniano en química cuántica?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el Hamiltoniano es cierta?
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¿Qué indica que el Hamiltoniano sea una invariante con respecto a las operaciones de simetría?
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¿Qué características deben tener los operadores moleculares?
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¿Cuál es el resultado de la conmutación del Hamiltoniano con los operadores de transformación?
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¿Qué es una función propia en relación con el Hamiltoniano?
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¿Qué sucede a los valores propios cuando el Hamiltoniano es simétrico?
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¿Qué tipo de simetría se discute en relación con el Hamiltoniano?
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Study Notes
Tema 6: Espectros electrónicos de moléculas poliatómicas
- Introducción: Los espectros electrónicos en moléculas poliatómicas se deben a transiciones entre niveles de energía electrónicos, acompañadas de transiciones vibratorias y rotacionales. Esto añade complejidad al análisis en comparación con las moléculas diatómicas.
- Estados electrónicos y reglas de selección: El hamiltoniano, responsable de la energía, es invariante a las operaciones de simetría. Por lo tanto, las funciones propias del hamiltoniano comparten la misma simetría. Las reglas de selección determinan si una transición está permitida, considerando la simetría de los orbitales.
- Espectro electrónico del agua y moléculas AH2 (Diagramas de Walsh): Los diagramas de Walsh muestran la variación de la energía de los niveles electrónicos de dihidruros (moléculas AH2) en función del ángulo de enlace, y permiten predicciones sobre la geometría molecular en diferentes estados electrónicos.
- Espectro electrónico del amoníaco y moléculas AH3: Similar al caso anterior, los diagramas de correlación permiten predecir la geometría de moléculas tipo AH3 (como el amoníaco) en diferentes estados electrónicos.
- Espectros electrónicos del formaldehído, benceno y butadieno: Los espectros de estas moléculas poliatómicas, de mayor complejidad, se analizan con métodos computacionales debido a la gran cantidad de orbitales moleculares.
- Grupos cromóforos: Son grupos funcionales que absorben luz en el espectro visible o ultravioleta, y que confieren color a moléculas orgánicas. Su estudio permite predecir y comprender las propiedades cromáticas de las moléculas.
- Fluorescencia y fosforescencia (diagramas de Jablonski): Mecanismos de emisión de luz por excitación electrónica, donde la fluorescencia tiene una vida más corta que la fosforescencia.
- Procesos multifotónicos: Absorción de dos o más fotones para una transición, útil para estudiar moléculas que no presentan transiciones permitidas por un solo fotón.
- Técnicas experimentales ultravioleta-visible: Las técnicas experimentales para obtener y analizar espectros electrónicos pueden incluir monocromadores, detectores como fototubos, y fuentes de luz como lámparas de deuterio.
Introducción: Espectros electrónicos
- Niveles de energía: Las transiciones electrónicas implican la simultánea transición de niveles de vibración y rotación.
- Mayor complejidad y dificultad de análisis: Las moléculas poliatómicas muestran espectros electrónicos más complejos que las diatómicas, debido a la presencia de más niveles de energía electrónicos y la interacción entre vibraciones y rotaciones.
Introducción: Estados electrónicos
- Distribución de OM más compleja: La complejidad aumenta con el número de electrones de la molécula.
- Mayor dificultad de obtención de OM: La resolución numérica en moléculas complejas es más dificultosa.
- Mayor complejidad de espectros: Los espectros se vuelven más complejos debido a la superposición de transiciones vibrónicas y rotacionales.
- Solo las moléculas pequeñas permiten un enfoque cualitativo: El uso de modelos cualitativos es práctico para moléculas pequeñas.
- Moléculas grandes: Requieren el uso de métodos computacionales.
Introducción: Componentes vibrónicas
- Elevado número de vibraciones: El número de modos vibratorios de una molécula poliatómica es 3N-6 o 3N-5.
- Mayor masa molecular: menores separaciones energéticas: La complejidad de analizar los espectros se ve agravada por las pequeñas diferencias de energías entre modos vibratorios, especialmente en moléculas de masa elevada.
Introducción: Estados electrónicos
- Posibles cambios estructurales en la transición electrónica: La excitación electrónica puede provocar cambios en la conformación de la molécula y en el grupo puntal.
- Conformación de equilibrio diferente en los estados excitados: Los estados electrónicos excitados pueden tener diferentes conformaciones de equilibrio.
- Cambios grupo puntal: correlación grupos puntuales: Los cambios en el grupo puntal son importantes para analizar las transiciones permitidas.
Introducción: Componentes vibrónicas
- Elevado número de vibraciones: Existe un elevado número, 3N - 6, de modos normales vibratorios en una molécula.
- Solapamiento componentes vibrónicas: El solapamiento de componentes vibrónicas, como en el caso de la acetona, añade complejidad.
- Mayor masa molecular: menores separaciones energéticas: Las menores separaciones energéticas en moléculas más masivas hacen más dificultoso el análisis del espectro electrónico.
- Congestión de componentes vibrónicas: El resultado de la interacción entre estados electrónicos y vibratorios suele dar espectros electrónicos con múltiples picos.
Introducción: Componentes rovibrónicas
- Congestión componentes rovibrónicas: Resulta de múltiples componentes rovibrónicas relacionadas con la rotación y vibración.
- Cada transición rovibrónica posee múltiples componentes rovibrónicas: Debidas a las diferentes orientaciones moleculares, resultando en espectros complejos.
Estados electrónicos
- Posibles cambios estructurales en la transición electrónica: Pueden producirse diferentes conformaciones de equilibrio en los estados electrónicos excitados.
- Cambio grupo puntal: correlación grupos puntuales: Un cambio en el grupo puntal es relevante en el análisis de transiciones permitidas.
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Description
Este cuestionario explora los espectros electrónicos de moléculas poliatómicas, incluyendo conceptos de niveles de energía y reglas de selección. Además, se analiza el espectro electrónico del agua y se introducen los diagramas de Walsh para comprender la geometría molecular. Prepárate para profundizar en la complejidad de estas transiciones energéticas.
