Aplicaciones de la Química Cuántica.

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

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.

 

 

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?