Pràctica 1

Espectres de microones (MW), infraroig (IR) i Raman de molècules diatòmiques

MICROONES (MW)

Rotor rígid

Rotor no rígid

Rotor rígid

Energia 1JE BJ J

2 1J B J

2B

Freqüència

Espaiat

1J

Rotor rígid

Espectre

2B

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

n

Rotor rígid

2B

ee BB II rr

2

2B

I 2I r

Rotor no rígid

Energia

321 1JE BJ J DJ J

32 1 4 1J B J D J

2 12 1 2 4J B D J J D

Freqüència

Espaiat

1J

Rotor no rígid

Espectre

J J

0 50 100 150 200 250 300

n

Assignació

Rotor no rígid

1J

J

1J

BB II rr

2 4B D

Representació gràfica

21J

INFRAROIG (IR)

Oscil·lador harmònic

Oscil·lador anharmònic

Interacció rotació-vibració

Oscil·lador harmònic

Energia v

1v

2cE h

c

2 24 ck

Freqüència

Constant de força

v 1

Oscil·lador harmònic

Espectre

ncnc kk

nc2850 2900 2950 3000 3050

n

Oscil·lador anharmònic

Energia2

v

1 1v v

2 2c cE h h x

0 v v v v +1c c x

Freqüència

v 1, 2,

Oscil·lador anharmònic

Espectre

Banda fonamental

Sobretons

2000 4000 6000 8000 10000 12000n

Oscil·lador anharmònic

Representació gràfica

c c x

ncnc kk

0 v

v

v +1

Rotació-vibració

Energia

v,J v v1

v 12

1cE B J J

1 01 2 1JR c B J J B J J

1 01 1JP c B J J B J J

Freqüència

Branca R J = +1

Branca P J = 1

1J

1J

Espectre

Rotació-vibració

Branca P Branca R

ncnc k k

2650 2700 2750 2800 2850 2900 2950 3000 3050 3100

n

Rotació-vibració

Representació gràfica

12BJ JR P

1 1J JR P

B i B1 0

BvBv Iv

Iv rvrv

2 +1J

02B 2 +1J

Rotació-vibració

v

1v+

2eB B

BeBe Ie

Ie rere

Raman

Raman de rotació

Raman de vibració

Raman de rotació-vibració

Raman

Branca S

rotació-vibració

Rayleigh

rotació-vibració

nexc

Branca O

rotaciórotació

Branca SBranca S

Branca Q

19000 20000 21000 22000 23000 24000 25000 26000

n

Stokes anti-Stokes

Raman de rotació

Energia

1JE B J J

4B

34

2J B J

Desplaçament Raman

Espaiat

Rotació StokesLínia RayleighRotació anti StoJ k

Jes

J (20

)( )( -2 )

Raman de rotació

Espectre

4B 4B

6B6B

nexcBranca S Branca S

22400 22500 22600 22700 22800 22900 23000 23100 23200

n

Raman de rotació

4B

ee BB II rr

Raman de vibració

Energia

v

1v

2cE h

c

Desplaçament Raman

Vibració StokesLínia RayleighVibració anti Sto s

vke

(v )( )( -

101 )v

Raman de vibració

Espectre

ncnc

ncnc k k

nexc

19500 20500 21500 22500 23500 24500 25500

n

Raman de rotació-vibració

Energia v

1v 1

2J cE B J J

Vibració Stokes

Vibració anti Stokes

( )

v 0

v 1

1

- )

v

(

2

( )2

( )( )0Branca SBranca QBran a

J

J c OJ

Raman de rotació-vibracióFreqüència

1 02 1 1JO c B J J B J J

1 01 1JQ c B J J B J J

1 02 3 1JS c B J J B J J

Branca O J = 2

Branca Q J = 0

Branca S J = +2

nexc

Raman de rotació-vibració

Espectre

kk nc nc

Branca S Branca O

Branca Q

19000 19500 20000 20500 21000 21500 22000 22500 23000

n

JQ c

Raman de rotació-vibració

Representació gràfica

BvBv Iv

Iv rvrv

B i B1 0

14BJ JS O

2 2J JS O

2 +1J

04B 2 +1J

Raman de rotació-vibració

v

1v+

2eB B

BeBe Ie

Ie rere