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Química Física Avanzada II

Química Física Avanzada II. Tema 3. Interacción materia-radiación. 3.1. Concepto de Espectroscopía. E j.  E= h . E n. Absorción. Frecuencia. . Línea de absorción. 3.1. Concepto de Espectroscopía. Separación de energías en una molécula. Rotación  E = 0.04 kJ/mol = 3,5 cm -1

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Presentation Transcript

  1. Química Física Avanzada II Tema 3. Interacción materia-radiación

  2. 3.1. Concepto de Espectroscopía Ej E= h  En Absorción Frecuencia  Línea de absorción

  3. 3.1. Concepto de Espectroscopía Separación de energías en una molécula Rotación E = 0.04 kJ/mol = 3,5 cm-1 Vibración E = 20 kJ/mol = 1750 cm-1 ElectrónicaE = 840 kJ/mol = 70000 cm-1

  4. 3.1. Concepto de Espectroscopía Regiones del espectro electromagnético

  5. 3.1. Concepto de Espectroscopía Experimento de absorción RENDIJA RENDIJA FUENTE CÉLULA DISPERSOR DETECTOR REGISTRO

  6. 3.1. Concepto de Espectroscopía Características instrumentales • Poder de resolución Poder de resolución = • Sensibilidad • Cantidad de muestra • Acumulación de espectros

  7. 3.1. Concepto de Espectroscopía Intensidad de la línea espectral • Magnitud de la interacción materia-radiación • Probabilidad de la transición • Población de los estados energéticos • Ley de distribución de Boltzmann

  8. 3.2. Interacción radiación electromagnética-sistema molecular Radiación planopolarizada x E z B y

  9. 3.2. Interacción radiación electromagnética-sistema molecular Sistema molecular Interacción

  10. 3.2. Interacción radiación electromagnética-sistema molecular Transición espectroscópica

  11. 3.2. Interacción radiación electromagnética-sistema molecular Probabilidad de transición • Para radiación isotrópica Coeficiente de Einstein para la absorción inducida de radiación

  12. 3.3. Probabilidades de transición de Einstein Coeficientes de probabilidad • Para absorción inducida • Para emisión inducida • Para emisión espontánea Significado físico de Ajn Vida media del estado j

  13. 3.4. Reglas de selección Integral del momento de transición • Condiciones para que la transición n j sea permitida Traslación  constanteNo hay espectro Rotación debe variar en dirección Vibracióndebe variar en módulo • Reglas de selección Restricciones que hay que imponer a los valores de los números cuánticos n y j para que la integral del momento de transición n  j sea distinta de cero

  14. 3.4. Reglas de selección Ejemplo: Partícula en una caja monodimensional

  15. 3.5. Forma y anchura de las líneas  Anchura natural 0 Para n=  y como j‑1=Ajn:

  16. 3.5. Forma y anchura de las líneas Efecto Doppler Efecto de la concentración 0 • Efecto de saturación

  17. 3.6. Comparación con datos experimentales d 0   Ley de Lambert-Beer

  18. 3.6. Comparación con datos experimentales Resultados teóricos • Intensidad de la radiación Flujo de energía que atraviesa una superficie de 1 cm2 en un segundo I =  v 1 cm n d moléculas 1 cm d

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