INTRO FISICA MODERNA FULL.pdf - Cosmofisica

147A diferencia del enlace iónico, el enlace covalente es direccional. No en el caso de H 2 puestoque los electrones son tipo s (esféricamente simétricos). En el caso general, la densidad deprobabilidad de un electrón de valencia tiene su propia dependencia direccional. Laspropiedades direccionales de los enlaces covalentes se manifiestan en las propiedadesestructurales de las moléculas covalentemente ligadas.La distribución de carga de los electrones de enlace tiene simetría respecto al centro de lamolécula.Espectros molecularesLos sistemas ligados (moléculas) tienen una estructura discreta de niveles (es decirpermanecen ligadas en el estado base o en un estado excitado (de menor energía que la deseparación).Por otra parte los átomos que componen las moléculas pueden moverse entre sí. Por tanto,pueden vibrar respecto de la posición de equilibrio o rotar respecto de su centro de masa o aalguno de sus ejes. Tanto el movimiento vibracional como el rotacional producen unadistribución de niveles de energía discreta contenidas dentro de la estructura de los niveleselectrónicos.La vibración de una molécula di-atómica la podemos analizar considerando los modosnormales de vibración del sistema, cada uno de los cuales lo consideramos como unoscilador armónico. Los niveles energéticos estarán dados por:E n⎛ 1 ⎞= ⎜n + ⎟ ⋅ hω0⎝ 2 ⎠Así para la molécula ClNa h ω0tiene un valor 0.04 eV. Ciertamente al ir aumentando laenergía de excitación el potencial es inarmónico y los niveles ya no están igualmenteseparados. Si las moléculas tienen dipolos eléctricos permanentes a la separación deequilibrio presentaran espectros vibracionales de emisión y absorción debido a lasoscilaciones del momento dipolar eléctrico. La regla de selección para transiciones deldipolo es: Δn = ± 1 (líneas espectrales en el IR 8000 Å - 50000 Å). Las moléculas diatómicascon núcleos idénticos no presentan espectros vibracionales.En una transición vibracional la molécula puede cambiar su estado rotacional.Para la rotación molecular se tiene que la energía de los niveles rotacionales está dado por:2LEl=2Il(l + 1) h=2I2