Estudia

• Assolir la comprensió de les bases físiques dels mètodes de determinació de propietats estructurals amb ajut de la teoria quàntica. L'objectiu no és tan aprendre a extreure informació sobre l'estructura molecular del compost analitzat a partir d'una ratlla en l'espectre, com entendre perquè surt aquella ratlla.

1. 1. Sistemes sotmesos a pertorbacions depenents del temps.

2. Evolució amb el temps del valor mig d'un observable. Magnituds físiques conservatives. Estats estacionaris. Teoria de pertorbacions depenent del temps. Aproximació de 1er ordre. Probabilitat de transició. Pertorbació sinusoidal. Ressonància. Amplada de la ressonància.

3. 2. Interacció de la matèria amb la radiació

4. Interacció de la matèria amb la radiació. Cinètica de les transicions. Absorció i emissió induïdes. Regles de selecció. Regla de Laporte. Emissió espontània. Coeficients d'Einstein. Llei de Beer. Coeficient d'absorció integrat. Espectroscòpia.

5. 3. Introducció a l'estructura molecular

6. Hamiltonià molecular. Principi adiabàtic d'Ehrenfest. Pertorbació no adiabàtica. Aproximació de Born-Oppenheimer. Superfícies de potencial. Condicions de validesa.

7. 4. Rotació i vibració de molècules diatòmiques

8. Equació d'Schrödinger nuclear. Camp central. Energia total. Correcció mitjançant l'aplicació de la teoria de pertorbacions. Anharmonicitat. Acoblament rotació-vibració. Distorsió centrífuga. Coeficients de Dunham. Funcions de Morse i de Varshni. Regles de selecció. Espectres de rotació pura. Espectres de rotació-vibració.

9. 5. Rotació de molècules poliatòmiques

10. Equació d'Schrödinger nuclear. Mecànica clàssica del rotor rígid. Tensor d'inèrcia. Moments d'inèrcia principals. Angles d'Euler. Operador hamiltonià rotacional. Operadors de moment angular. Regles de commutació. Trompo esfèric. Trompo simètric. Trompo assimètric. Espectres de rotació pura. Aplicació a la determinació estructural. Efecte Stark.

11. 6. Vibració de molècules poliatòmiques

12. Teoria clàssica de les vibracions moleculars. Equacions de Lagrange. Coordenades normals. Mecànica quàntica de la vibració. Interacció rotació-vibració. Regles de selecció. Espectres de rotació-vibració.

13. 7. Espectroscopia Raman

14. Teories clàssica i quàntica de la difusió de la llum. Difusió Rayleigh. Efecte Raman. Polaritzabilitat. Regles de selecció. Línies Stokes i Anti-Stokes. Espectres Raman. Regles d'exclusió mútua.

15. 8. Espectroscopia electrònica

16. Espectres de molècules diatòmiques. Regles de selecció. Principi de Franck-Condon. Dissociació i predissociació. Progressió. Extrapolació de Birge-Sponer. Taules de Deslandres. Espectres de molècules poliatòmiques. Fluorescència. Fosforescència. Espectroscopia electrònica.

17. 9. Espectroscopia de ressonància magnètica nuclear

18. Moments magnètics nuclears. Interacció amb un camp magnètic. Regles de selecció. Desplaçament químic. Constant d'apantallament. Acoblament spin-spin. Espectres. Processos de relaxació. Equacions de Bloch.

19. 10. Espectroscopia de ressonància de spin electrònica

20. Dipol magnètic de l'electró. Interacció amb un camp magnètic. Ressonància de l'electró lliure. Radicals. Interaccions de contacte de Fermi, Zeeman i dipol-dipol. Energia total de les interaccions magnètiques. Regles de selecció. Triplets. Aplicacions.

• Banwell, C. N. (1977). Fundamentos de espectroscopia molecular. Madrid: Ediciones del Castillo.
• Brown, John M. (1998). Molecular spectroscopy. New York: Oxford University Press.
• Dykstra, Clifford E. (1992). Quantum chemistry and molecular spectroscopy. Englewood Cliffs: Prentice Hall.
• Dykstra, Clifford E. (1994). Introduction to quantum chemistry. Englewood Cliffs: Prentice Hall.
• Hollas, J. Michael (cop. 2002). Basic atomic and molecular spectroscopy. New York: Wiley-Interscience.
• Hollas, J. Michael (cop. 1996). Modern spectroscopy (3th ed.). Chichester [etc.]: Wiley.
• Levine, Ira N. (1979). Espectroscopía molecular. Madrid: AC.
• Levine, Ira N. (cop. 2001). Química cuántica (5ª ed.). Madrid [etc.]: Prentice Hall.
• Luaña, Víctor, (DL 2002). Espectroscopia molecular. Oviedo: Universidad de Oviedo.
• Planelles Fuster, Josep, Climente, Ignacio, Díaz, José Gabriel (cop. 2002). Espectroscòpia. Castelló: Publicacions de la Universitat Jaume I.
• Requena Rodríguez, Alberto, Zuñiga Román, José (cop. 2004). Espectroscopía. Madrid [etc.]: Prentice Hall.
• Richards, W. G., Scott, P. R. (cop. 1985). Structure and spectra of molecules. Chichester [etc.]: Wiley.
• Computational molecular spectroscopy (cop. 2000). Chichester [etc.]: Wiley.

Activitats d'avaluació:

Mètodes docents:
Es fara servir el programa MAPLE com a eina complementaria per tal de resoldre alguns dels problemes de caire matematic que es plantejen en l'assignatura.
Tipus d'exàmens:
L'avaluació es realitza mitjançant una prova escrita que consta de qüestions aplicades (problemes) i qüestions teòriques. L'objectiu principal és poder confrontar els objectius planificats en la programació de l'assignatura amb els coneixements assolits per l'estudiant. En el domini cognoscitiu i de l'aprenentatge es valoren: el coneixement de teories, aplicacions, mètodes i instruments, el grau de comprensió dels conceptes, la capacitat d'aplicació i de relació justificada pels objectius concrets del programa, el fet d'assolir un cert estil de raonament i pensament creatiu i de predicció, el domini de tècniques experimentals i de manipulació de dades empíriques, l'anàlisi de propietats i la capacitat de treballar amb problemes reals. Per altra banda, es realitzara avaluació contínua tant a la part de problemes com per la part de teoria. Dins l'avaluació contínua es preveu la possibilitat de realitzar algun treball relacionat amb la matèria.

• Ampliació de química física
• Química física