Struttura della Materia - INFN Napoli

Struttura della Materia 187
– Transizioni in cui non varia il numero quantico elettronico ma cambiano v e
J che danno luogo a spettri nell’infrarosso
– Transizioni in cui cambia solo il numero quantico rotazionale J equestavolta
gli spettri cadono nell’infraosso molto lontano o nella zona delle microonde
corte.
Sono possibili anche transizioni a livelli energetici per i quali nello stato elettronico
finale gli atomi si respingono reciprocamente ad ogni distanza. In figura
è mostrato un processo di assorbimento ad un livello del continuo corrispondente
ad uno stato elettronico repulsivo.
Una volta avvenuto il processo di assorbimento, gli atomi, essendo in uno
stato repulsivo, si separano e la molecola si dissocia. Queste transizioni vengono
osservate negli spettri reali. Mediante uno studio dell’intensità di assorbimento
in funzione della frequenza è possibile risalire alla forma del livello repulsivo.
Le probabilità di transizione in approssimazione di dipolo elettrico si ottengono,
come al solito, dagli elementi di matrice del dipolo elettrico ~ D
Ã
X
~D = e Zj ~ Rj − X
!
~ri
j
Per una molecola biatomica omonucleare, nel sistema del centro massa, il contributo
dei nuclei a ~ D è nullo poichè ~ R1 = − ~ R/2 e ~ R2 = ~ R/2. Il contributo della
parte elettronica è anch’esso nullo a meno che non cambi il numero quantico
elettronico n : per la parità delle funzioni d’onda elettroniche sono possibili transizioni
solo tra stati u e g. Per queste molecole sono possibili solo le transizioni
incuicambianotuttietreinumeriquanticin.v. e J, mentre sono assenti gli
spettri puramente rotazionali, nei quali cambia solo J, e quelli roto-vibrazionali,
in cui cambiano v e J.
i