Experiencia Piloto de Evaluación Continuada para la Asignatura de “Aplicaciones de la Química Cuántica” de 3º de Ciencias Químicas.

Curso 2005/06

Segundo Ejercicio: Se enunciará como más tarde en la última semana de noviembre y se entregará al profesor hasta el lunes 11 de diciembre. Se pueden presentar hechos con ordenador únicamente los gráficos, tablas y figuras.

1. Haz bibliografía para saber cuanto valen las constantes y datos que necesites para resolver el problema que se te propone a continuación, tales como, por ejemplo, la constante de Planck, el Número de Avogadro o la masa (en uma) de los isótopos ³⁵Cl, ³⁷Cl y ¹H. Busca el valor de la constante de anarmonicidad x_e para la molécula de ³⁵Cl¹H en su estado fundamental. Indica el título, autores y página de los libros (o revistas científicas) de dónde hayas obtenido estos datos.

Realiza las operaciones y ajustes que necesites teniendo en cuenta las cifras significativas.

2. En la figura se encuentra el espectro de I.R. de la banda fundamental de la molécula de ³⁵Cl¹H gaseoso a 200K. Las líneas que aparecen son consecutivas. Imprime la figura (pincha aqui si quieres la figura en pdf, en postscript, en gif o en png). Aunque podrías obtener la altura y la frecuencia de los picos del espectro con ayuda de una regla midiendo en la gráfica el número de onda de cada línea del espectro (la precisión de la medida debe ser, al menos, de 0.5 cm), hay un modo más fácil si sabes manejar algún programa adecuado. Puedes descargarte la tabla del espectro del HCl con los puntos (los cuales tienen un precisión al menos de 0.2 cm^-1), importarlos con el programa y, con un click del ratón, saber el valor de los puntos que desees.

     

3. Asigna cada línea a una transición, indicando el valor de J. Construye una tabla con el número de onda y la J de cada línea, separando las dos ramas de la banda. Nombra cada línea.

4. Calcula las constantes rotacionales B_o y B₁. Calcula a la vez el centro (u origen) de la banda. Calcula las constantes B_e y α_e.

5. Halla el valor de J correspondiente al nivel más poblado a temperatura ambiente y compárala con la del espectro de la figura. Explica por qué la intensidad de la primera línea de la rama R es menor que la de la primera línea de la rama P.

6. Con la x_e de la bibliografía, calcula la constante ν_e del ³⁷Cl¹H y el valor del centro de la banda del primer armónico del ³⁷Cl¹H.

7. A partir de los resultados anteriores, calcula la constante de fuerza del enlace k_e y la distancia internuclear R_e del ³⁵Cl¹H. Obtén también los valores para el ³⁷Cl¹H.

8. Calcula la energía del punto cero del estado electrónico fundamental del ³⁵Cl¹H y del ³⁷Cl¹H. Evalúa la energía de disociación del estado electrónico fundamental del ³⁵Cl¹H y del ³⁷Cl¹H. Comenta brevemente los resultados.

9. Busca en la bibliografía los valores experimentales de todas las magnitudes que has calculado en los pasos anteriores y compara los resultados (haz una tabla con todos los resultados).

10. Mide en el espectro de la figura la anchura de las tres líneas más intensas de cada rama. Calcula el tiempo de vida media a partir de la anchura.