Espectros de Rotación (PDF)

18/10/2023 Espectros de Rotación Juan C. López Alonso Técnicas Espectroscópicas de alta resolución 1 Espectros de Rotación ESPECTROS DE ROTACIÓN 1.‐ Introducción. 2.‐ Mecánica clásica de la rot...

18/10/2023 Espectros de Rotación Juan C. López Alonso Técnicas Espectroscópicas de alta resolución 1 Espectros de Rotación ESPECTROS DE ROTACIÓN 1.‐ Introducción. 2.‐ Mecánica clásica de la rotación molecular. 3.‐ Clasificación de las moléculas. 4.‐ Espectros de moléculas diatómicas y lineales 5.‐ Población de niveles e intensidad de las transiciones. 6.‐ Espectro de trompos simétricos. 7.‐ Espectro de trompos asimétricos. 8.‐ Distorsión centrífuga. 9.‐ Determinación de la estructura molecular. 10.‐Técnicas experimentales. 2 1  18/10/2023 3 Espectro Electromagnético La región de microondas se encuentra entre las de Radiofrecuencias e Infrarrojo lejano. R.M.N R.S.E. Usos Espectros Espectros Espectros Espectroscópicos de Rotación de Vibración Electrónicos Generales Visible  radiofrecuencia Microondas Infrarrojo UV Rayos X 10-4 cm-1 10-2 cm-1 1 cm-1 100 cm-1 104 cm-1 106 cm-1 108 cm-1 ~ν 100 m 100 cm 1 cm 100 m 1 m 10 nm 100 pm λ 3 MHz 300 MHz 30 GHz 3000 GHz 300 THz 30 PHz 3 EHz ν 10-3 J/mol 10-1 J/mol 10 J/mol 103 J/mol 105 J/mol 107 J/mol 109 J/mol E 4 2  18/10/2023 Región de Microondas La región de microondas se subdivide en las regiones: centimétrica (3-30 GHz), milimétrica (30-300 GHz) y submilimétrica (300-3000 GHz). 1 cm 1 mm 100 m RF Submilimétrica FIR O Milimétrica Centimétrica C H H 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 5 Espectros de Microondas: Absorcion Población Total Repartida Pequeña Diferencia de Isótopos. Bajas Presiones Población entre Niveles Confórmeros. P< 25 mTorr (Nm-Nn)/Nm~5x10-3 Estados de Vibración. Estados de Rotación. Intensidades de Transición muy Bajas Alta Potencia 30 GHz, =3x10-8 cm-1, celda 3 m. Saturación Fracción de Potencia Absorbida: 10 ppm coef. absorcion, franccion de potencia absorbida Técnicas de Modulación y Detección muy Sensibles 6 3  18/10/2023 Espectros de Microondas FTMW Anchura de línea muy pequeña MW:  200 kHz ↔ IR   0.003 cm-1 = 90 MHz Podrían resolverse mas de 30.000 líneas en la región centimétrica igual fase dentro y fuera del equipo Fuentes de Radiación Coherentes Técnicas de excitación pulsada: FTMW Chorros supersónicos Elevada precisión en la medida de frecuencias Alto poder de resolución 7 rayos coherentes y monocromaticos Información Experimental Espectros de Rotación en la Región de Microondas Constantes de Distorsión Cuadrupolo Efecto Stark Rotación Centrífuga Nuclear Conformación Campo de Momento Distribución Simetría y Fuerzas Dipolar Electrónica Estructura Molecular Eléctrico + Ángulos Molecular 8 4  18/10/2023 Información Experimental Espectros de Rotación en la Región de Microondas Estados Excitados de Vibración Energías de Vibración: 1. Intensidades Relativas Parámetros de Interacción 2. Acoplamientos (Coriolis, Fermi) Rotación-Vibración 3. Efecto Túnel Función de Energía Potencial Dinámica Intramolecular 9 Aplicaciones / Sistemas Moleculares Aplicabilidad Moléculas Sistemas Moléculas Estables Inestables no Volátiles Cl H  F O 2-fluoroestireno TetrahidropiranoꞏꞏꞏHCl axial Prolina F F F Cl Fluorotriacetileno H HCFC-22 10 5  18/10/2023 Aplicaciones / Sistemas Moleculares Aplicabilidad Moléculas Sistemas Moléculas Estables Inestables no Volátiles Gas, Vapor (P