Lista 4 Fisica

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Cada átomo possui três graus de liberdade translacionais x,y,z e , numa molécula com n átomos haverá 3n graus de liberdade. Normalmente as transições eletrônicas estão situadas na região do ultravioleta ou do visível, as excitações vibracionais na faixa do infravermelho e as rotacionais, geralmente , na região de microondas. Assim, como estamos interessados apenas nas energias vibracionais podemos descartar 3 graus de liberdade para as translações pois não há movimentos relativos entre os átomos da célula poliatômica – cristal; eliminamos também os 3 graus referentes as rotações moleculares, pela disposição atômica no interior do solido. Finalmente, os 3n-6 graus de liberdade restantes correspondem a movimentos vibracionais, que devem descrever movimentos dos núcleos de um átomo com relação aos demais.

Um modo normal de vibração e uma forma de oscilação sincronizada de átomos, ou de grupos de átomos, de uma molécula isolada ou num solido, e tem existência independente de outros modos de vibração que possam ocorrer na matéria porque apresenta freqüência característica.

Classificamos as vibrações moleculares em três principais tipos: estiramento simétrico e assimétrico: deformçao radiais das distancias entre os núcleos; e as de dobramento , que são alterações dos ângulos entre as ligações.

As moléculas podem vibrar em modos que são combinações de dois ou mais modos. No caso da molécula não linear de água (n=3 atomos) a vibração pode ser dividida em três movimentos simplificados(3n-6=3).

O modelo quântico e o mais adequado para explicação do fenômeno das vibrações moleculares: se a frequencia da luz incide sobre a amostra tem valor igual ou aproximado das suas frequenia naturais de vibração, os fótons são absorvidos pela amostra e suas energias de vibrações aumentam (ressonancia). Portanto , a intensidade da abosrçao depende da eficiência de cada modo normal para absorver um fóton de energia especifica. Pelo modelo quântico, dada modo normal e associado com uma curva de energia, e consequentemente com um conjunto de níveis de energia.

Fisicamente a absorção do infravermelho ocorre quando a energia tem mesmo valor da diferença de energia entre dos estados vibracionais, ou seja , processo envolve ressonância entre a diferença de níveis de energia da molécula e a radiação eletromagnética.