MOVIMIENTOS MOLECULARES

MOVIMIENTOS MOLECULARES

1. Durante los años 1665 y 1666 Isaac Newton comenzó a experimentar con la luz para tratar de determinar su naturaleza. Observó que al hacer pasar la luz a través de un prisma, esta se descomponía en los colores del espectro

2. William Wollaston, un científico inglés construyó un instrumento con el cual esperaba separar los colores del espectro. Para ello hizo pasar la luz solar a través de una rendija. Tras ella colocó una lente que convertía la luz en un haz de rayos paralelos que atravesaban un prisma y se dispersaban.

3. Poco después Joseph Fraunhofer construyó en Alemania un espectrógrafo de precisión con el que estudió estas rayas con detalle, dibujando y clasificando

4. Gustav Kirchhoff y Robert Bunsen resolvieron el problema. Encontraron que el espectro continuo era la radiación que emitía un gas denso o un cuerpo sólido denso cuando es calentado. Además cada elemento tenía su propio espectro de rayas brillantes, que aparecían como oscuras si el gas se ponía delante de un emisor de continuo más caliente.

5. El Espectroelectromagné;co La radiación electromagnética es una de muchas maneras como la energía viaja a través del espacio. El calor de un fuego que arde, la luz del sol, los rayos X que utilizan en medicina, así como la energía que utiliza un microondas para cocinar comida, son diferentes formas de la radiación electromagnética.

   • La radiación electromagnética está compuesta de una serie de partículas denominadas fotones.
     • EMISIÓN DE LA RADIACIÓN • Fenómeno que ocurre cuando las partículas excitadas se relajan a niveles de menor energía, cediendo dicha energía en forma de fotones.
   • Absorción de la Radiación • Incrementa la energía de un átomo o molécula • La absorción de un fotón promueve a un átomo o molécula de su estado basal o un nivel excitado
     • Absorción Atómica • Los átomos absorben radiación a longitudes de onda definidas • P r o d u c e n e s p e c t r o s simples (pocos picos, bien definidios)
     • Absorción molecular • Espectro es más complejo • La E asociada a las bandas de una molécula se forma por: Etot = Eelectrónica + Evibracional + E rotacional • La Eelectrónica proviene de los distintos estados energéticos de los distintos electrones enlazantes
     • Absorción por campo magnético • Se produce cuando electrones o núcleos de ciertos elementos se someten a intensos campos magnéticos • Los núcleos utilizan ondas de radio de 30 a 500 MHz • Los electrones absorben microondas de 9500 MHz
       • La excitación puede producirse por: Ø Bombardeo de electrones (emitiéndose rayos X)
       • Exposición a chispas de corriente alterna o al calor de una llama, arco u horno (emitiéndose radiación UV, vis o IR)
       • Irradiación con un haz de radiación electromagnética (emitiéndose radiación fluorescente)
       • Reacción química exotérmica (que produce quimioluminiscencia)

6. Por espectroscopía se entiende todos los fenómenos de absorción y emisión de radiación por parte de la materia. En la medida de IA, se basan las espectroscopías de absorción (microondas, IR y electrónica), aunque existen otras técnicas que se basan en las medidas de ID (Rayos X), o de IR.

   • al espectro de absorción, la radiación electromagnética absorbida por un átomo o molécula
   • Espectro Contínuo: Muestra la mayor absorción en un rango de longitudes de onda
   • al espectro de emisión, la radiación electromagnética emitida por un átomo

7. La función de onda. Toda la información dinámica está contenida en la función de onda ψ del sistema, que es una función matemática que se encuentra al resolver la ecuación de Schrödinger para el sistema.

8. La interpretación de Born. Si la función de onda de una partícula tiene el valor ψ en algún punto r, entonces la probabilidad de encontrar la partícula en un volumen infinitesimal dτ = dxdydz en ese punto es proporcional a | ψ | 2dτ.

9. Funciones de onda aceptables. Una función de onda aceptable debe ser continua, tener una primera derivada continua, tener un solo valor y ser cuadrada-integrable.

10. El principio de incertidumbre de Heisenberg. Es imposible especificar simultáneamente, con precisión arbitraria, tanto el momento como la posición de una partícula y, más generalmente, cualquier par de observables con operadores que no conmutan.

11. Modos de movimiento

    • Los tres modos básicos de movimiento traslación (movimiento a través del espacio), vibración y rotación desempeñan un papel importante en la química porque son formas en que las moléculas almacenan energía.
      • El movimiento de traslación es el movimiento de un objeto sin un cambio en su orientación con respecto a un punto fijo, a diferencia del movimiento de rotación, en el que el objeto gira alrededor de un eje.
      • MOVIMIENTO DE TRASLACIÓN • El problema de la partícula en la caja es probablemente el ejemplo más sencillo de aplicación de la ecuación de Schrodinger. Existen en la práctica sistemas en los cuales el potencial es parecido al pozo cuadrado en una, dos o tres dimensiones. Un ejemplo, es un cable conductor, ya que el potencial que los electrones experimentan es aproximadamente constante, salvo en los extremos, donde aumenta rápidamente hasta un valor muy elevado.
      • Movimiento vibracional • Una partícula experimenta un movimiento armónico si experimenta una fuerza restauradora proporcional a su desplazamiento: donde k es la fuerza constante: cuanto más rígido es el "resorte", mayor es el valor de k. Debido a que la fuerza está relacionada con la energía potencial por F = - dV / dx , la fuerza en la ecuación 9.22 corresponde a una energía potencial
      • MOVIMIENTO ROTACIONAL Para poder encontrar los valores que puede tomar la energía de un par de átomos “conectados” entre sí, los cuales están girando en torno a su centro de masa común, lo primero que debemos hacer es tomar como punto de partida la expresión clásica para la energía de una “mancuerna” de masas.

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