Aplicaciones de la Química Cuántica.

3ª de Químicas. Convocatoria de Septiembre (12 de septiembre de 2008). Curso 2007-08.

Examen de teoría.

1 [2.0 puntos] Indica cuáles de las siguientes moléculas absorben en microondas: O₂, CO_, N₂O, HCCH y SO₂. Explica por qué. b) ¿Cuáles dan lugar a espectros Raman de rotación pura y por qué?

2 [2.0 puntos] Explicar si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: “Como el oxígeno es una molécula diatómica homonuclear y carece de momento dipolar no es posible determinar su longitud de enlace mediante técnicas espectroscópicas”.

3 [2.0 puntos] Explicar si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: “A la vista del espectro de infrarrojo de una molécula AB₂ se puede saber de inmediato si es lineal o no”

4 [2.0 puntos ] ¿Por qué son más difíciles de detectar las transiciones vibracionales anti-Stokes que las Stokes en un espectro Raman de una molécula diatómica homonuclear? ¿Ocurre lo mismo para las transiciones rotacionales puras?.

5 [2.0 puntos] Cierto radical tiene como estado fundamental un estado doblete y experimenta una transición electrónica. ¿Cuál será la multiplicidad de los estados excitados desde los que se pueda producir fluorescencia? ¿Y la de aquéllos que pueden producir fosforescencia?

 

Examen de problemas

l. [3.0 puntos] Para medir la temperatura de un cuerpo celeste que contiene ¹²C¹⁶O se recurre a la espectroscopia de microondas. Cuando se obtiene dicho espectro en el laboratorio a 300K se encuentra que el pico más intenso corresponde a la transición J: 7 → 8 y le sigue en intensidad el de J: 6 → 7. Además, el cociente de ambas intensidades es 1.0135. Cuando se analiza el espectro del cuerpo celeste se encuentra que la transición más intensa corresponde a J: 3 → 4 seguida de la J: 2 → 3 y su relación de intensidades es 1.0029. Se pide: a) calcular la constante rotacional del ¹²C¹⁶O y b) estimar la temperatura del cuerpo celeste.

2 [3.5 puntos] En el espectro de infrarrojo del ¹²C¹⁶O se miden las siguientes líneas consecutivas (en cm^-1) de una misma banda:

4235.95, 4240.14, 4244.26, 4248.32, 4252.30, 4256.22, 4263.84, 4267.54, 4271.18, 4274.74, 4278.24, 4281.65, 4285.01.

a)      Sabiendo que la constante de fuerza para el enlace en la molécula de CO es 1902.8 N/m, asignar los valores de los números cuánticos vibracional y rotacional que corresponden a cada transición

b)      Determinar los valores de B_v” ,  B_v’ , Be  y α_e

 

3 [3.5 puntos] En el espectro de absorción visible de la molécula de ¹²⁷I₂ correspondiente a la transición electrónica B³ Π _0+u ← X¹ Σ ⁺ _g  se asignan los siguientes orígenes de las bandas de la progresión v” = 0:

v’	17	18	19	20	21
l (nm)	567.2	564.2	561.5	558.5	555.8
v’	22	23	24	25	26
l (nm)	553.0	550.1	547.8	545.2	542.7

 

El estado fundamental disocia a dos átomos de yodo en el estado ²P_3/2 y el estado excitado disocia a un átomo en el estado ²P_3/2 y otro en el estado ²P_1/2 . Sabiendo que la longitud de onda límite vale 508 nm y que la diferencia de energía entre los términos atómicos del yodo ²P_3/2 y ²P_1/2 vale 0.94 eV_, calcular las energías de disociación en kJ/mol de los dos estados electrónicos.

 

Datos y constantes::
Na = 6.02214 .10²³ mol^-1; h= 6.62608 10^-34 J.s ; c = 2.99792 10⁸ m/s ; 0 ^oC = 273.15 K ; e = 1.6021773. 10^-19 C;  k = 1'38066.10^-23 J/K ; 1 C  = 10^-10 m ; m(¹⁶O) = 15.99491  uma ; m (¹²C) = 12.00000 uma; m(¹²⁷I) = 126.90447 uma.