Università degli Studi di Perugia

Prova orale

da definire

1. Introduzione alla spettroscopia molecolare.
Descrizione delle proprietà elettriche della materia. Equazione di Schröedinger e approssimazione di Born-Oppenheimer. I gradi di libertà molecolari. Descrizione classica della radiazione elettromagnetica. Teoria delle perturbazioni dipendenti dal tempo. Coefficienti di Einstein. Ampiezza naturale di banda. La legge di Lambert-Beer.
2. Requisiti generali della strumentazione
Le sorgenti e i detectors. I monocromatori. Gli interferometri Fabry-Perot e Michelson
3. La spettroscopia rotazionale di molecole biatomiche
Il rotatore rigido: trattazione classica e quantomeccanica (cenni). Livelli energetici, popolazione dei livelli, regole di selezione e spettri rotazionali. Effetto Stark. Il rotatore non rigido.
4. La spettroscopia Raman rotazionale
Diffusione Rayleigh e diffusione Raman. Interpretazione dell'effetto Raman. Ellissoide di polarizzabilità. Regole di selezione nell'effetto Raman. Spettri Raman rotazionali di molecole biatomiche. Cenni sulla strumentazione. Livelli rotazionali e statistica nucleare.
5. La spettroscopia rotazionale di molecole poliatomiche
Momenti principali di inerzia, ellissoide dei momenti e classificazione delle molecole in base ai loro momenti d'inerzia. Molecole lineari: regole di selezione e spettri rotazionali, determinazione di distanze di legame, effetto Stark. Spettri rotazionali di rotori prolati e oblati. Spettri Raman rotazionali di molecole top-simmetriche. Spettri di molecole asimmetriche.
6. La spettroscopia vibrazionale di molecole biatomiche
L'oscillatore armonico: trattazione classica e quantomeccanica (cenni). Livelli energetici, regole di selezione e spettri vibrazionali. Funzioni di energia potenziale per un legame chimico. L'oscillatore non armonico. Energie di dissociazione. La spettroscopia Raman vibrazionale: teoria classica e quantistica. Geometrie di scattering e proprietà di polarizzazione.
7. La spettroscopia vibrazionale di molecole poliatomiche
Gradi di libertà vibrazionali. La natura delle vibrazioni normali e delle coordinate normali. Trattazione quantomeccanica delle vibrazioni molecolari (cenni). Frequenze di gruppo. Cenni di teoria dei gruppi. Le proprietà di simmetria delle coordinate normali. Regole di selezione: l?attività infrarossa e Raman. Calcolo delle frequenze vibrazionali e delle coordinate normali di H2O.
8. Gli spettri vibrorotazionali
Regole di selezione e transizioni per il modello Rotatore rigido-oscillatore armonico. Accoppiamento di rotazioni e vibrazioni. Bande parallele e perpendicolari di molecole lineari e symmetric top.
9. Gli spettri elettronici di molecole biatomiche
Classificazione degli stati elettronici di una molecola. Regole di selezione. Analisi vibrazionale di un sistema di bande. Sequenze e progressioni. Tavola di Deslandres e sua utilizzazione per derivare costanti molecolari. Struttura rotazionale delle bande in uno spettro elettronico (parabole di Fortrat). Valutazione delle energie di dissociazione.
10. La spettroscopia Raman risonante
Teoria di Kramers-Heisemberg-Dirac dell?effetto Raman. Intensificazione per risonanza. Fattori di disturbo allo scattering risonante. Risonanza Franck-Condon e fenomeni di accoppiamento vibronico. Profili di eccitazione RR.

La Spettroscopia può essere intesa come lo studio della meccanica quantistica applicata. Per questo il corso si propone di fornire gli strumenti di interpretazione delle proprietà associate ai livelli di energia rotazionale, vibrazionale, vibrorotazionale e elettronico di una molecola.

lezioni frontali

J. M. HOLLAS, High resolution Spectroscopy, Second Edition, John Wiley & Sons, 1998.
J.L. McHALE, Molecular Spectroscopy, First edition, Prentice Hall, 1999.

Comprensione dei modelli d'interpretazione degli spettri rotazionali, vibrazionali, elettronici ottenuti con tecniche di assorbimento e luce diffusa

da definire

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facoltativa

Dipartimento di Chimica
Via Elce di sotto 8