Relatório de espectroscopia roto-vibracional

TEMA 1 – ESPETROSCOPIA MOLECULAR
Experimento 1 – Espectrocopia Roto-Vibracional
27 de Fevereiro de 2014

RESULTADOS E DISCUSSÃO:
Neste primeiro experimento foram estudados as características roto-vibracionais, seus parâmetros e obteve-se fatores importantes dos isótopos da molécula de HCl, como a constante de força e o comprimento de ligação, através dos estudos do espectro de infravermelho (Figura 1). As moléculas que foram observadas e estudadas no espectro foram: H35Cl e D35Cl, porém, além desses dois isótopos, também são possíveis encontrar os seus pares H37Cl e D37Cl no espectro.
Para estudar as informações que são obtidas através de um espectro de infravermelho, é importante conhecer algumas equações que serão essenciais para obtenção de alguns parâmetros característicos das moléculas. Em um espectro, as bandas que são observadas representam a transição vibracional de um estado para outro, isso ocorre devido à energia dada ao sistema. Porém, associada a cada transição vibracional temos várias transições rotacionais e assim, para entender como as moléculas se movimentam no espaço é preciso fazer modelos, obtendo assim os modelos de ROTOR RÍGIDO e OSCILADOR HARMÔNICO.
Através do oscilador harmônico pode-se descrever a frequência de oscilação como sendo:

Onde k é a constante de força (N/Mm) e μ é a massa reduzida (kg). Para representar a massa reduzida de uma molécula, no caso estudado, com dois átomos, ambos precisam ser considerados, assim,

Onde m1 e m2 são as massas em unidades atômicas referentes aos átomos da molécula, sendo somados e multiplicados todos os átomos envolvidos. Pode-se, então, observar que se duas moléculas forem analisadas, sendo um dos átomos trocados por um isótopo mais pesado a massa reduzida irá aumentar e, substituindo o valor encontrado na Equação 2 na Equação 1, a frequência de oscilação irá diminuir, deslocando então a banda no espectro, conforme pode ser visto na Figura 2.
Para as moléculas estudadas foram