3ª de Químicas. Convocatoria de Febrero (8 de febrero de 2007). Curso 2006-07.
Examen de problemas
l. [3.0 puntos] a) Determinar las frecuencias rotacionales (en Hz) de la molécula lineal 1H12C14N para las transiciones J" = 0 à
J' = 1 y J" = 1 à
J' = 2 .
b) Determinar el valor de Jmax y la frecuencia (en Hz) para la transición más intensa a 300K.
c) Discutir cualitativamente cómo afecta a la separación de las líneas del espectro si se deutera la molécula (2D12C14N).
Datos: rCH = 0.10637nm , rCN = 0.11563nm ,
I (momento de inercia) = (m1m2r122 + m1m3r132 + m2m3r232) / (m1 + m2 + m3)
2 [3.5 puntos] En el espectro IR del 12C16O se han medido los centros de tres bandas de vibración, todas ellas consecutivas, a 4260 cm-1 , 6350 cm-1 y 8414 cm-1
a) Indicar los números cuánticos v a los que corresponden dichas bandas.
b) Determinar ue y uexe del 12C16O .
c) Determinar la posición del centro de la banda correspondiente a la transición v = 1 à
v = 3 .
d) Determinar la intensidad relativa de la banda v = 1 à
v = 2 respecto a la banda fundamental a 1000 K.
e) Calcular la constante de fuerza del enlace y la frecuencia fundamental (ue) del 13C17O.
3 [3.5 puntos] En el espectro de absorción ultravioleta de la molécula de 16O2 desde su estado fundamental correspondiente a la transición de Schumann-Runge se asignan los siguientes centros de bandas de la progresión en v’.
|
(v’,v") |
(4,0) |
(5,0) |
(6,0) |
(7,0) |
(8,0) |
|
u(cm-1) |
51980.2 |
52579.0 |
53143.4 |
53676.9 |
54177.0 |
Con estos datos, determinar la energía de disociación del O2 en el estado excitado. Sabiendo que el estado excitado se disocia en O(1D) + O(3P) y que el estado 1D del oxígeno atómico se encuentra 190 kJ/mol por encima de su estado fundamental 3P, determinar la energía de disociación del O2 en el estado fundamental.
Datos y constantes::
Na = 6.0221 .1023 mol-1; h= 6.6261 10-34 J.s ; c = 2.9979 108 m/s ; 0 oC = 273.15 K ; k = 1'3807.10-23 J/K ; 1C
= 10-10 m ; m(1H) = 1.0078 uma ; m(2D) = 2.0141 uma ; m(16O) = 15.9949 uma ; m(17O) = 16.9991 uma ; m (12C) = 12.0000 uma ; m (13C) = 13.0034 uma ; m (14N) = 14.0031 uma.
Examen de teoría.
1 [2.0 puntos] Una molécula presenta dos transiciones permitidas: A ¬ X y C ¬ B. El momento dipolar de transición es doble para la transición A ¬ X que para la transición C ¬ B. ¿Podemos concluir que la intensidad de la banda asociada con la primera será doble que la intensidad de la banda asociada con la segunda? Justificar la respuesta.
2 [2.0 puntos] En el espectro de infrarrojo de una molécula diatómica ¿cómo cabe esperar que sea la intensidad de la línea R0 con respecto a la P1? ¿ Y la de la R1 con respecto a la P1? ¿ Y la de la R2 con respecto a la P2? Razonar las respuestas.
3 [2.0 puntos] ¿Con qué técnicas espectroscópicas puedes obtener información estructural de las moléculas de hidrógeno, acetileno y metano? Razonar la respuesta para cada molécula..
4 [2.0 puntos ] En el espectro de fluorescencia del naftaleno se observan una serie de picos a 440, 410, 390 y 370 nm, y su espectro de absorción muestra picos a 345, 330, y 305 nm. Da una explicación a estos hechos y coméntalos.
5 [2.0 puntos] ¿Qué tipo de trompo es cada una de las moléculas siguientes: H2O, BF3, F4C y NaCN? ¿Cuáles tienen espectro de microondas? Escribir la expresión de la energía rotacional, en el modelo del rotor rígido, para las moléculas de F4C y NaCN indicando la degeneración de cada nivel.