University of Oviedo
Universidad de Oviedo
Departamento de Química Física y Analítica
c/ Julián Clavería 8, 33006-Oviedo, Spain
Fax: (34) 985-103491
Quantum Chemistry group



Material docente

En esta página puedes encontrar varios documentos en formato PDF (Portable Document Format). Puedes ver o imprimir estos documentos mediante programas como Acrobat Reader (Adobe Inc.), ghostscript, ghostview, gsview o xpdf.




Logo de la asignatura Asignatura: Espectroscopía Molecular




En esta página encontrarás apuntes, problemas (enunciados y problemas resueltos) y exámenes concernientes a la asignatura «Espectroscopía Molecular» correspondiente al Plan 1994 de la Licenciatura en Ciencias Químicas impartida por la Universidad de Oviedo.

Los creadores de este material son: Víctor Luaña (VLC) y Víctor Manuel García Fernández (VMGF).



Portada del libro: Espectroscopia Molecular
Erratas
Libro de texto:

Espectroscopía molecular, V. Luaña, V. M. García Fernández, E. Francisco y J. M. Recio, (Servicio de publicaciones de la Universidad de Oviedo, 2002) ISBN: 84-8317-273-9, 269+x páginas.

Material depositado: Fe de erratas, en formato PDF (98257 Bytes, Versión 2: 2002-06-13).

Transparencias de la leccion0 en formato PDF
0. Descripción de la asignatura, bibliografía, horarios, etc

Material depositado: Transparencias en formato PDF (130844 Bytes, Versión 2003-02-27).


Transparencias de la leccion1 en formato PDF
1. Estados dependientes del tiempo y Espectroscopía.

Introducción. Teoría de perturbaciones dependientes del tiempo. Radiación electromagnética. Efecto de un campo EM sobre un sistema de cargas. Absorción y emisión de radiación electromagnética. Probabilidad de transición de Einstein. Reglas de selección: partícula en una caja unidimensional; oscilador armónico unidimensional; átomo hidrogenoide; la regla de Laporte; teoría de grupos y reglas de selección. Forma y anchura de las líneas. Forma y anchura de las líneas. Técnicas espectroscópicas y aplicaciones. Unidades usadas en Espectroscopía.

Material depositado: Transparencias en formato PDF (888131 Bytes, Versión 2: 2003-03-27).


Transparencias de la leccion2 en formato PDF
2. Rotación y vibración de moléculas diatómicas.

La aproximación de Born-Oppenheimer. Movimiento nuclear de moléculas diatómicas: Modelo de oscilador armónico-rotor rígido (Energía de punto cero; Estados rotovibracionales OA-RR; Degeneración; Poblaciones en equilibrio; Espectro rotacional OA-RR; Separación de niveles energéticos); El modelo de distorsión centrífuga; El modelo de siete parámetros; El desarrollo sistemático de Dunham; Determinación experimental del potencial nuclear. Reglas de selección roto-vibracionales. Espectros rotacionales de moléculas diatómicas. Espectros de rotación-vibración. El efecto Raman. Estados electrónicos degenerados: Acoplamiento de momentos angulares.

Material depositado: Transparencias en formato PDF (1127521 Bytes, Versión 2: 2003-03-27).


Transparencias de la leccion3 en formato PDF
3. Rotación de moléculas poliatómicas.

Movimiento nuclear en moléculas poliatómicas. Mecánica clásica de un rotor rígido: La matriz de inercia; Diagonalización de la matriz de inercia; El elipsoide de inercia; La matriz de inercia y la simetría molecular; La energía de rotación clásica. Mecánica cuántica de un rotor rígido: El trompo esférico; El trompo simétrico achatado; El trompo simétrico alargado; Correcciones a la energía del rotor rígido; Espectro rotacional del trompo simétrico; El trompo asimétrico (Cálculo variacional de los niveles de energía; Diagrama de correlación; Espectro rotacional del trompo asimétrico); Moléculas flexibles. Espectroscopía de microondas: Aplicaciones estructurales.

Material depositado: Transparencias en formato PDF (344078 Bytes, Versión 2003-03-27).


Transparencias de la leccion4 en formato PDF
Animaciones de vibraciones moleculares
4. Vibración de moléculas poliatómicas.

Tratamiento clásico de las pequeñas oscilaciones: Ecuaciones de movimiento; Diagonalización de la matriz de constantes de fuerza; Ecuaciones de movimiento para los modos normales de vibración; Ilustración del movimiento de los núcleos; Ejemplo: vibración de una molécula diatómica; Ejemplo: vibración 1D de una molécula ABC lineal; Uso de coordenadas generalizadas. Simetría molecular y vibraciones: Clasificación de los modos normales de vibración, la representación $\Gamma^{3N}$ (Ejemplo: Simetría de los modos de CH$_4$); Clasificación de los modos normales de vibración: coordenadas internas; Coordenadas de simetría. Grupos funcionales y el espectro IR de baja resolución. Cálculo de la matriz de constantes de fuerza. Tratamiento mecanocuántico de la vibración: Reglas de selección; Estructura rotacional; Anarmonicidad (Vibraciones degeneradas y efecto de Coriolis, Resonancias de Fermi).

Material depositado: Transparencias en formato PDF (602212 Bytes, Versión 2: 2003-03-27).

Las transparencias de este tema hacen referencia a varias animaciones de moléculas vibrando. Las animaciones corresponden a los ficheros MPEG-1 que se detallan más abajo. La lección puede seguirse perfectamente sin las animaciones, pero si quieres ver éstas a medida que lees instala en tu ordenador los archivos *.mpg y sigue los hyperlink contenidos en la lección.

En las páginas del Moving Picture Experts Group puedes encontrar una descripción del formato MPEG-1 y, más importante, una lista de programas que permiten ver estas películas en cualquier plataforma. Mi experiencia se limita al uso de mpeg_play (UC Berkeley) en mis máquinas Debian-GNU/linux, y al uso de Microsoft Media Player en el portátil que uso en el aula.

Todas las animaciones han sido producidas a partir de un sencillo cálculo químico cuántico que reproduzca razonablemente las frecuencias de vibración experimentales. Las imágenes básicas han sido creadas mediante el excelente programa de visualización molecular molekel (ETH Zurich) y han sido convertidas a MPEG-1 utilizando el programa mpeg_encode (U.C. Berkeley).

Animaciones
Metano (CH4) Sucesión
de modos
438026 bytes
Tensión
simétrica
140880 bytes
Deformación E
202588 bytes
y 208424 bytes
Tensión T2
152585 bytes,
153918 bytes
y 158406 bytes
Deformación T2
195619 bytes,
187858 bytes
y 188160 bytes
CO2 Tensión
simétrica
128214 bytes
Tensión
asimétrica
135340 bytes
Deformación
129375 bytes
y 114412 bytes
agua (H2O) Tensión
simétrica
108437 bytes
Flexión
136125 bytes
Tensión
asimétrica
105345 bytes

Algunas direcciones útiles en la red:
5. Espectroscopía electrónica.

Espectroscopía electrónica de moléculas diatómicas. Espectroscopía electrónica de moléculas poliatómicas. Espectroscopía fotoelectrónica.

Material depositado: Por determinar.


6. Espectroscopías entre estados inducidos.

Momentos magnéticos nucleares. Resonancia magnética nuclear (RMN). Desplazamientos químicos. Desdoblamientos spin-spin de RMN y su origen. Relajación de spin. RMN y procesos de velocidad. Resonancia de spin electrónico. Resonancia nuclear cuadrupolar.

Material depositado: Por determinar.


Distribucion de Planck
Material complementario depositado:

Problemas resueltos de la asignatura Espectroscopíia Molecular, en formato PDF
Problemas de Espectroscopía Molecular, Enunciados y Soluciones.

Material depositado: Problemas resueltos de los capítulos 1 a 3, escritos por Víctor Manuel García Fernández y Víctor Luaña. Se ofrecen aquí en formato PDF (1320053 Bytes, Versión: 2003-06-17).


Examenes de cursos anteriores
Algunos exámenes de cursos anteriores:

Se ofrecen a petición de los alumnos, como un simple ejemplo del tipo de preguntas habituales. El estudiante que pretenda aprobar la asignatura limitándose a memorizar respuestas a exámenes anteriores está en un grave error, y hay muchas experiencias que lo demuestran. Por el contrario, el buen estudiante podrá encontrar aquí ejercicios y cuestiones adicionales a las contenidas en el texto.

Todos los exámenes depositados están en formato PDF, y su tamaño en bytes se indica entre paréntesis.

Año Enero/Febrero Junio Septiembre Diciembre
2000 Feb-2000 (74478) Jun-2000 (50378) Sep-2000 (81211)
2001 Ene-2001 (66393) Jun-2001 (94716) Sep-2001 (207095) Dic-2001 (173993)
2002 Feb-2002 (92419) Jun-2002 (88394)
Dic-2002 (160090)
2003 Feb-2003 (85235) Jun-2003 (286331) Sep-2003 (75845)
Respuestas a examenes
Respuestas seleccionadas de algunas preguntas de los exámenes:

Utiliza las respuestas breves para verificar que sabes hacer el ejercicio antes de ver la respuesta completa.

Jun-2002: (1d) el tiempo de vida media es de 0.5 microsegundos; (2a) la constante rotacional Be es 3687.03 MHz; (2b) la distancia de equilibrio Re es 2.2808 angstrom; (2e) en la descripción clásica, la frecuencia de vibración es fija e igual a la constante de vibración fundamental (8.13 THz en este caso), la frecuencia de rotación clásica es nula en el estado J=0 y 65.5 GHz en el estado J=1; (3d) las constantes rotacionales de este trompo asimétrico son 0.25189 cm^{-1} (A, dirección perpendicular al eje C2 y contenida en el plano molecular), 0.11205 cm^{-1} (B, en la dirección del eje C2), y 0.07755 cm^{-1} (C, en la dirección perpendicular al plano de la molécula); (3g) la molécula cuenta con 11 modos activos en IR (5A1, 2B1 y 4B2) y 12 modos activos en Raman (los anteriores más 1A2). Si tienes dificultades con algún ejercicio puedes ver las respuestas completas (683088 bytes) (Perdón por la baja calidad: el examen está digitalizado a partir de un manuscrito).



Páginas útiles:
Otros cursos:
Datos:




Page written with [vim]. It contains valid HTML 4.01 code Valid HTML 4.01!.
This document: http://web.uniovi.es/qcg/EspMol/
Page dates: 2000-03-19 (created), 2003-10-17 (last modified).
Web page creation: Víctor Luaña