Teoría Molecular y Polarizabilidad
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Questions and Answers

¿Qué sucede con la polarizabilidad cuando el enlace en una molécula diatómica se alarga?

  • La polarizabilidad aumenta. (correct)
  • La polarizabilidad disminuye.
  • No hay cambio en la polarizabilidad.
  • La polarizabilidad se mantiene constante.

    • ¿Cuál es la relación entre la rotación y vibración de una molécula diatómica en términos de frecuencia?

  • La vibración ocurre al doble de frecuencia que la rotación. (correct)
  • La vibración ocurre a la misma frecuencia que la rotación.
  • La vibración ocurre a una frecuencia mayor que la rotación.
  • La vibración ocurre a una frecuencia menor que la rotación.

    • ¿Qué caracteriza al tensor de polarizabilidad en una molécula?

  • Puede cambiar tanto en la dirección de los ejes principales como en la magnitud. (correct)
  • Es constante y no cambia con la rotación.
  • Es irrelevante en el estudio de la espectroscopía Raman.
  • Su magnitud puede variar sin afectar las direcciones.

    • ¿Cuál de las siguientes teorías se relaciona con la dispersión Rayleigh y Raman?

    <p>Teoría clásica de la dispersión.</p> Signup and view all the answers

    En el contexto de la espectroscopia Raman, ¿qué tipo de espectros se mencionan en el contenido?

    <p>Espectros Raman de rotación-vibración.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes aspectos se relaciona con la espectroscopía Raman?

    <p>Dispersión de luz y vibraciones moleculares</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de espectros se estudian en la espectroscopía Raman?

    <p>Espectros de rotación-vibración</p> Signup and view all the answers

    La polarizabilidad molecular en la espectroscopia Raman se describe mediante:

    <p>El tensor de polarizabilidad</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es un componente importante de la teoría clásica en la espectroscopía Raman?

    <p>La dispersión Rayleigh</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué técnica se utiliza para analizar espectros Raman?

    <p>Interacción de luz con vibraciones moleculares</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué característica es esencial para los espectros Raman de rotación-vibración?

    <p>La combinación de cambios en estados de vibración y rotación</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es un requisito clave para la observación de espectros Raman de rotación-vibración?

    <p>Mayor resolución</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se puede describir la relación entre los espectros Raman de vibración y rotación-vibración?

    <p>La información es comparable aunque son diferentes</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes aspectos es parte del estudio del espectro Raman?

    <p>Observación de cambios en la energía rotacional</p> Signup and view all the answers

    En la representación de los espectros Raman, ¿cómo se clasifica la vibración y rotación?

    <p>Son observadas de manera simultánea</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué representa el número cuántico 𝜓 en el contexto de las moléculas diatómicas?

    <p>Estados de vibración</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué aspecto experimental se considera esencial en la espectroscopía Raman?

    <p>La resolución espectral</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se observa principalmente en los espectros Raman de rotación-vibración?

    <p>Cambios simultáneos en vibración y rotación</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuáles son las ramas presentes en los espectros Raman de rotación-vibración?

    <p>O, Q y S</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué valor de ΔJ se asocia con la rama Q en un espectro Raman?

    <p>ΔJ = 0</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la característica de la rama S en los espectros Raman?

    <p>ΔJ de 2</p> Signup and view all the answers

    En los espectros de absorción rotación-vibración diatómicas, ¿cuáles son las ramas que se presentan?

    <p>P y R</p> Signup and view all the answers

    En un espectro Raman, ¿qué efecto se asocia con las transiciones de energía hacia longitudes de onda más largas?

    <p>Stokes</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se define el efecto Anti-Stokes en los espectros Raman?

    <p>Transiciones hacia longitudes de onda más cortas</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué rama se caracteriza por un ΔJ de 2 y está presente en los espectros Raman?

    <p>Rama O</p> Signup and view all the answers

    En la categorización de los espectros Raman, ¿qué representa la rama P?

    <p>ΔJ = 1</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta sobre los espectros Raman?

    <p>La rama Q no está presente en las absorciones diatómicas</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué representa el ΔJ en los espectros Raman?

    <p>Cambio en el número cuantico</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la relación entre las ramas S y O en los espectros Raman?

    <p>Ambas tienen ΔJ = 2</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes es una característica de los espectros Raman?

    <p>Pueden incluir efectos de Rayleigh y Anti-Stokes</p> Signup and view all the answers

    En el contexto de espectroscopía molecular, ¿qué indica el término 'rotación-vibración'?

    <p>Implica cambios en la dinámica rotacional y vibracional</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué propiedad de la dispersión se menciona respecto a las longitudes de onda de 400 nm y 700 nm?

    <p>La dispersión a 400 nm es 9.4 veces superior a la de 700 nm.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la característica principal de los espectros Raman en relación con la frecuencia de excitación?

    <p>El espectro es independiente de la frecuencia de excitación.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se denominan las señales a menor frecuencia en un espectro Raman?

    <p>Señales Stokes</p> Signup and view all the answers

    En un espectro Raman, ¿qué relación existe entre las señales Stokes y anti-Stokes?

    <p>Stokes son más intensas que anti-Stokes.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué fenómeno provoca la re-radiación a frecuencias distintas en la dispersión Raman?

    <p>Transiciones inelásticas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se caracteriza la intensidad de las señales anti-Stokes comparadas con las señales Stokes?

    <p>Son menos intensas.</p> Signup and view all the answers

    En la dispersión Raman, ¿qué representa el cambio de señal respecto a la excitación?

    <p>Se mide como una diferencia con respecto a la excitación.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta sobre la dispersión Rayleigh en un espectro Raman?

    <p>Es la señal predominante y más intensa.</p> Signup and view all the answers

    En el contexto de la dispersión Raman, ¿qué nombre se le da a las señales que aparecen simétricamente respecto a la señal Rayleigh?

    <p>Señales Raman.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de transiciones pueden causar señales Raman según la información?

    <p>Transiciones tanto de vibración como de rotación.</p> Signup and view all the answers

    En un espectro Raman, ¿qué indica la simetría de las señales respecto a la señal Rayleigh?

    <p>Indica que son resultado de interacciones moleculares.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la relación entre la dispersión a 400 nm y 700 nm respecto a la intensidad incidente?

    <p>La dispersión a 400 nm es superior a la de 700 nm.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué fenómeno ocurre con la luz cuando se presenta la dispersión inelástica?

    <p>La luz es re-radiada en diferentes frecuencias.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué transiciones producen un patrón adicional en los espectros Raman de rotación?

    <p>∆𝐽 = 1, ∆𝐾 = 0</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el valor de ∆𝐽 para las transiciones en la rama S - anti-Stokes?

    <p>2</p> Signup and view all the answers

    En los espectros Raman, ¿qué separación tienen las transiciones producidas por ∆𝐽 = 2, ∆𝐾 = 0?

    <p>4𝐵</p> Signup and view all the answers

    Las transiciones ∆𝐽 = 1 excluyen a las de qué valor de 𝐾?

    <p>0</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se añade a las transiciones de ∆𝐽 = 2, ∆𝐾 = 0 en los espectros Raman?

    <p>∆𝐽 = 1, ∆𝐾 = 0</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el primer nivel de excitación para las transiciones ∆𝐽 = 1, ∆𝐾 = 0?

    <p>4𝐵</p> Signup and view all the answers

    En un rotor rígido, ¿qué relación tiene la energía con respecto a 𝐽 y 𝐾?

    <p>E = 𝐵𝐽(𝐽 + 1)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué regla de selección se aplica si 𝐾 = 0 en los espectros Raman?

    <p>∆𝐾 debe ser 0</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué describe la rama Q en los espectros Raman?

    <p>∆𝐽 = 0</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué produce la primera transición a 6𝐵 en los espectros Raman?

    <p>Transiciones con ∆𝐽 = 2, ∆𝐾 = 0</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el valor de ∆𝐾 que permite las transiciones en todos los casos según las reglas de selección?

    <p>0</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se separan las transiciones en los espectros Raman para ∆𝐽 = 2, ∆𝐾 = 0?

    <p>4𝐵</p> Signup and view all the answers

    En espectros Raman de rotación, ¿qué describe una transición Stokes?

    <p>Un aumento en la energía del fotón</p> Signup and view all the answers

    Las transiciones Raman de un rotor rígido dependen de qué variables?

    <p>De 𝐽 y 𝐾</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Resumen de Espectroscopía Molecular Alta Resolución, Tema 4: Espectros Raman

    • Introducción: Descripción Fenomenológica: La espectroscopía Raman estudia la dispersión inelástica de la luz.
    • Polarizabilidad Molecular: El tensor de polarizabilidad describe la respuesta de una molécula a un campo eléctrico externo.
    • Teoría Clásica de la Dispersión Rayleigh y Raman: La dispersión Rayleigh es elástica, mientras que la Raman es inelástica.
    • Representación Mecanocuántica: La teoría mecanocuántica describe la dispersión Raman en términos de transiciones entre estados vibracionales y rotacionales.
    • Espectros Raman de Vibración: Los espectros Raman de vibración muestran los modos vibracionales de una molécula.
    • Espectros Raman de Rotación: Los espectros Raman de rotación muestran los modos rotacionales de una molécula.
    • Espectros Raman de Rotación-Vibración: Los espectros Raman de rotación-vibración muestran ambas transiciones.
    • Aspectos Experimentales de la Espectroscopía Raman: La espectroscopía Raman se realiza generalmente usando un láser para excitar las moléculas y detectar la radiación dispersa.

    Regiones del espectro electromagnético

    • Regiones del electromagnético: Múltiples actividades moleculares y energías de las diferentes regiones de los espectros electromagnéticos.
    • Los espectroscopías de absorción/emisión miden la interacción entre diferentes tipos de radiación electromagnética y materia
    • Se muestran diferentes tipos de radiación electromagnética que corresponden a diferentes regiones del espectro, incluyendo, ondas de radio, microondas, infrarrojo, visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma junto con sus correspondientes escalas de longitud de onda y frecuencia.
    • Diferentes técnicas espectroscópicas, incluyendo la espectroscopía de vibracion, fluorescencia, rayos X y otras regiones del espectro electromagnético, para el análisis de diferentes actividades moleculares y energías.

    Polarizabilidad molecular: Tensor de polarizabilidad

    • Espectros Raman: Procesos de interacción radiación-materia no resonantes, causados por la dispersión inelástica de la radiación.
    • La dispersión Raman es causada por la polarizabilidad molecular.
    • La polarizabilidad molecular explica como un campo externo induce un momento dipolar eléctrico en una molécula.
    • Fórmulas para calcular el momento dipolar inducido(𝜇), polarizabilidad (𝛼) para Campos eléctricos no muy intensos.
    • Unidades para 𝛼(CV-¹m²), E (V m⁻¹), 𝜇 (Cm)
    • Polarizabilidades atómicas/moleculares: Valores típicos del orden de 10⁻⁴⁰ CV⁻¹m².

    Espectros Raman de Rotación

    • Experimento: Se observan señales muy próximas a la señal de excitación.
    • Vibración: Señales que muestran las transiciones de rotación en la molécula.
    • Rotación-vibración: Señales que combinan transiciones de vibración y rotación en la molécula.

    Espectros Raman de Vibración

    • Vibraciones moleculares: Estudio de los modos normales de vibración y su influencia en el espectro.
    • Modos normales de vibración: Movimientos vibracionales dinámicamente independientes que pueden ser estudiados individualmente.
    • Simetría: Se necesita examinar la simetría de los modos vibracionales para identificar los modos activos en Raman.
    • Ejemplos: Análisis de modos vibracionales en moléculas como H₂O, CO₂, para identificar cuales modos son activos en espectroscopia Raman.

    Espectros Raman de Rotación-Vibración

    • Observación: Cambios simultáneos en los estados de vibración y de rotación.
    • Mayor resolución necesaria: Se requieren niveles mayores de resolución.
    • Información comparable con espectros: Comprende espectros de rotación con vibraciones.
    • Ejemplos: Muestras compartidas que se representan con las diferentes regiones del espectro.

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    Tema 4 - Espectros Raman (2024-2025) PDF

    Description

    Este cuestionario explora conceptos clave sobre la polarizabilidad en moléculas diatómicas, así como la relación entre rotación y vibración en términos de frecuencia. También se analiza el tensor de polarizabilidad y su conexión con la dispersión Rayleigh y Raman, esenciales para entender la interacción de la luz con la materia.

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