Experiencia Piloto de Evaluación Continuada para la Asignatura de “Aplicaciones de la Química Cuántica” de 3º de Ciencias Químicas.
Curso 2007/08
Segundo Ejercicio: Se entregará al profesor hasta el lunes 10 de diciembre, incluido. Se pueden presentar hechos con ordenador únicamente los gráficos, tablas y figuras.
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 12C, 14C y 16O. Indica el título, autores y página (o dirección, en su caso) de los libros, revistas científicas o web científicos de dónde hayas obtenido estos datos. La constante de anarmonicidad wexe para la molécula de 12C16O en su estado fundamental es 13.28831 cm-1.
Realiza las operaciones y ajustes que necesites teniendo en cuenta las cifras significativas.
En la figura se encuentra el espectro de I.R. de la banda fundamental de la molécula de 12C16O gaseoso a 100K. Las líneas que aparecen son consecutivas. Imprime la figura (pincha aqui si quieres la figura en gif. 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 (no te lo recomendamos) hay un modo más fácil si sabes manejar algún programa informático adecuado, como el empleado en el laboratorio de Experimentación en Química Física. Descargate la tabla del espectro del CO con los puntos (los cuales tienen un precisión al menos de 0.01 cm-1), importalos con el programa y, con un click del ratón, puedes saber el valor de los puntos máximos que desees.
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.
Calcula las constantes rotacionales Bo y B1. Calcula a la vez el centro (u origen) de la banda. Calcula las constantes Be y αe.
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.
Con la wexe del enunciado calcula el valor del centro de la banda del primer armónico del 12C16O.
A partir de los resultados anteriores, calcula la constante de fuerza del enlace ke y la distancia internuclear Re del 12C16O. Obtén también los valores para el 14C16O. Evalúa la energía de disociación De del estado electrónico fundamental del 12C16O y del 14C16O.
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).
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.