Vibrazioni permesse per una molecola n-atomica
vibrazioni = 3 · n - (rotazioni + traslazioni)
Rotazioni e traslazioni sono sempre 3 ad eccezione di una
molecola lineare in cui le rotazioni sono solo 2 poiché un
asse di rotazione coincide con quello della molecola
ESEMPI
molecola
traslazioni
rotazioni
vibrazioni
biatomica
3
2
1
triatomica angolata
3
3
3
triatomica lineare
3
2
4
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1
Le vibrazioni teoriche non danno luogo ad
altrettanti assorbimenti poiché:
•possono avvenire senza variazione del momento di
dipolo
•l’assorbimento può cadere al di fuori del campo
studiato
•più vibrazioni possono causare un unico
assorbimento
•alcune vibrazioni danno assorbimenti così vicini da
non essere risolvibili
•alcune vibrazioni teoriche sono solo apparenti
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2
Gli assorbimenti reali possono anche essere
maggiori di quelli teoricamente prevedibili perché
possono verificarsi:
•degli overtones, cioè assorbimenti a frequenze multiple
di un dato assorbimento; poiché la loro intensità cala
rapidamente con l’aumentare dell’ordine sono osservabili
solo alcuni di quelli con frequenza doppia
•delle bande di combinazione, dovute a transizioni su
livelli vibrazionali la cui energia è uguale alla
combinazione delle energie di due livelli diversi
• accoppiamenti rotovibrazionali, tipici di spettri di gas
e vapori, che danno luogo a bande tripartite
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3
MOLECOLA TRIATOMICA LINEARE
CON DUE ATOMI UGUALI
CO2
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4
attivo perché si ha variazione del momento di dipolo
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5
Inattivo perché non si ha variazione del momento di dipolo
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6
Le due vibrazioni coincidono (in realtà la molecola è
sempre nel piano) e quindi danno
un unico assorbimento
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7
Entrambe degenerano in rotazioni e non sono da considerare
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8
Pertanto le quattro vibrazioni
teoriche di CO2 sono:
•
•
•
•
Stretching asimmetrico (na)
Stretching simmetrico (ns) INATTIVO
Wagging (w)
COINCIDONO
Scissoring (d)
delle quali pertanto se ne
osservano solo due
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9
MOLECOLA TRIATOMICA LINEARE
CON TUTTI ATOMI DIVERSI
HCN
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10
attivo perché varia la distanza tra le cariche e quindi
il momento di dipolo
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11
attivo perché varia la distanza tra le cariche e quindi
il momento di dipolo
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12
Le due vibrazioni coincidono (in realtà la molecola è
sempre nel piano) e quindi danno
un unico assorbimento
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13
Entrambe degenerano in rotazioni e non sono da considerare
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14
Pertanto le quattro vibrazioni
teoriche di HCN sono:
•
•
•
•
Stretching asimmetrico (na)
Stretching simmetrico (ns)
Wagging (w)
COINCIDONO
Scissoring (d)
delle quali pertanto se ne
osservano solo tre.
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15
MOLECOLA TRIATOMICA NON LINEARE
CON DUE ATOMI UGUALI
H2 O
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16
attivo perché varia la distanza tra le cariche e quindi
il momento di dipolo
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17
attivo perché varia la distanza tra le cariche e quindi
il momento di dipolo
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18
attivo perché varia la distanza tra le cariche e quindi
il momento di dipolo
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19
Tutte degenerano in rotazioni e non sono da considerare
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20
Pertanto le tre vibrazioni teoriche
di H2O sono:
• Stretching asimmetrico (na)
• Stretching simmetrico (ns)
• Scissoring (d)
che si osservano tutte.
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21
Se si fa riferimento a una porzione di una molecola con
più atomi, la sua complessità fa sì che si possano
riscontrare effettivamente tutte le vibrazioni teoriche.
 deformazioni (bending)
che possono avvenire
•nel piano
•fuori del piano
 stiramenti (stretching )
Entrambi i tipi di vibrazione possono esssere
•simmentrici
•asimmetrici
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