Espectro De Hcl

ANALISIS DEL ESPECTRO INFRARROJO DE LA MOLECULA DE HCl.
1. Objetivo de la práctica.
El objetivo de esta práctica es consistente en la obtención de parámetros moleculares a
partir del espectro infrarrojo como la distancia de equilibrio, la energía de disociación o
constante de fuerza.
2. Interpretación del espectro.
Me parece adecuado comentar de una forma un tanto general aspectosreferentes al
espectro dado sobre la molécula de HCl antes de proceder a los diferentes cálculos
necesarios para la determinación de diferentes parámetros moleculares.
En el espectro infrarrojo se plantea un problema difícil de electrones y núcleos que se
mueven simultáneamente, sin embargo es posible simplificar el problema planteando que
los núcleos se mueven tan lentos que los electrones se adaptana el con gran facilidad,
esto permite estudiar a los electrones para posiciones fijas de los núcleos, por lo que
estaremos realizando una aproximación, la aproximación de Bohr-Oppenheimer. Otra
pauta importante consiste en la existencia de Reglas de Selección, por medio de las cuales
ΔJ puede tomar distintos valores:
-1, 0, +1
Teniendo presente el valor tomados, estaremos en condiciones dediferenciar unas u otras
transiciones, llamadas ramas; por lo que deduciendo a partir de los posibles valores
tomados por ΔJ, hay 3 posibles: P, Q y R respectivamente.
En el espectro tratado en el práctica, la rama Q no se observa ya que la molécula no posee
momento angular alrededor del eje de rotación. Esta rama se encontraría o coincidiría con
el hueco presente en el medio del espectro, enel que se observa una especie de
separación entre ramas o de inexistencia de picos (máximos).
La rama R es aquella en la que ΔJ toma valor 1, por lo cual su primera transición debe de
ser: J ́ ́= 0 a J ́= 1 . Dicha rama se encuentra a la zona izquierda del hueco, mas energéticas.
Se irán nombrando R(0), R(1),... según el nivel inferior del que proceden. Esta rama se
encoge.
La rama P en lacual ΔJ toma valor -1, con lo cual su primera transición será: J ́ ́= 1 a J ́= 0
puesto que no existe existe el estado rotacional negativo.Dicha rama estará descrita por
los máximos a las derecha de la rama Q (inexistente en nuestro espectro.) y
correspondientes a los menos energéticos. Se irán nombrando P(1), P(2),... en este caso
según el nivel superior del que proceden.
Tras estoscomentarios acerca del espectro tratado, procederé al calculo de los
parámetros, explicare a grandes rasgos la procedencia de algunas formulas ya que el
desarrollo de las mismas esta hecho aparte en papel.3. Análisis del espectro.
A. Obtención de la distancia internuclear de equilibrio
En esta parte de la práctica procederemos al cálculo secuencial de cada uno de los
parámetros moleculares. En primerlugar hemos de calcular las constantes rotacionales B0
y B1 respectivamente. Para ello tras una deducción previa, con simplificaciones y demás
llegamos a obtener las siguientes expresiones que nos permitirán obtener dichas
constantes:
R(J’)-P(J’+2)=2B0(2J’+3)
R(J’)-P(J’)= 2B1(2J’+1)
(*Las deducciones proceden del desarrollo de la sustracción por medio de las expresiones de
cada una y suposterior simplificación*)
(*El valor de la diferencia corresponde con la diferencia entre el valor del numero de onda
independiente.*)
Estas dos formulas serán utilizadas mediante un ajuste por mínimos cuadrados ya que
tenemos múltiples medidas para la determinación de la constante, común a todas ellas.
y = 20,041x + 1,2366
R2 = 1
Calculo de la B1
450
400
350
300
250
200
150
100
500
0
5
10
2J ́+1
15
20y = 20,565x + 2,1681
R2 = 1
Calculo de la B0
500
400
300
200
100
0
0
5
10
15
20
25
2J ́+3
Es importante tener en cuenta que la pendiente de la recta es 2*constante rotacional por lo
que puedo deducir que:
B0= 10.3005 cm−1; B1= 10.0205 cm−1.
Una vez calculadas las constantes rotacionales podemos calcular Be y αe. Para el calculo de
dichas constantes...