Program wykładu (wymagania egzaminacyjne) – „Podstawy

Program wykładu (wymagania egzaminacyjne) – „Podstawy Spektroskopii
Molekularnej” II rok
1. Wiadomości wstępne.
Widmo
promieniowania
elektromagnetycznego.
Rodzaje
spektroskopii
molekularnej. Przybliżenie Borna-Oppenheimera - rozkład poziomów
energetycznych molekuły. Obsadzenie poziomów energetycznych w stanie
równowagi termicznej. Charakterystyka pasma spektralnego (położenie pasm,
intensywność, półszerokość). Prawdopodobieństwo przejść spektralnych –
wprowadzenie do reguł wyboru w spektroskopii optycznej. Prawo Lamberta-Beera.
2. Pomiar spektrofotometryczny.
Aparaty dyspersyjne i aparaty z transformacją Fouriera. Zasada działania
3. Spektroskopia rotacyjna.
Model dwuatomowego rotatora sztywnego (opis klasyczny i kwantowy) – jego
widmo rotacyjne, porównanie z doświadczeniem (energie poziomów rotatora
rzeczywistego). Reguły wyboru w absorpcyjnym widmie rotacyjnym. Rozkład
intensywności w widmie rotacyjnym. Degeneracja poziomów rotacyjnych – efekt
Starka. Zastosowanie widm rotacyjnych w chemii.
4. Spektroskopia oscylacyjna.
Dwuatomowy oscylator harmoniczny i anharmoniczny, opis klasyczny i kwantowy
(częstość drgań, stała siłowa, rozkład poziomów energetycznych). Drgania molekuł
wieloatomowych – pojęcie drgania normalnego, liczba drgań normalnych. Reguły
wyboru w widmie podczerwieni. Konsekwencje anharmoniczności w widmie
oscylacyjnym. Koncepcja drgań charakterystycznych. Zastosowanie widm
oscylacyjnych. Metodyka pomiaru w spektroskopii IR.
Oscylacyjny efekt Ramana – wyjaśnienie klasyczne i kwantowe pochodzenia
rozproszenia ramanowskiego stokesowskiego i antystokesowskiego. Reguły wyboru
w widmie Ramana. Porównanie widm Ramana i podczerwieni. Aparatura
ramanowska.
5. Spektroskopia elektronowa
Stany elektronowe molekuł dwuatomowych – obitale molekularne, konfiguracje
elektronowe dwuatomowych molekuł homojądrowych, termy molekularne, reguły
wyboru. Struktura oscylacyjna widm elektronowych – reguła Francka-Condona.
Widma elektronowe molekuł wieloatomowych - klasyfikacja przejść, efekty
wewnątrz- i międzymolekularne w widmach. Widma luminescencji (fluorescencja i
fosforescencja). Przejścia bezpromieniste. Porównanie widm absorpcyjnych i
emisyjnych.
6. Jądrowy rezonans magnetyczny.
Moment magnetyczny jąder. Stany energetyczne momentów magnetycznych jąder
w zewnętrznym polu magnetycznym. Warunek rezonansu. Zjawisko ekranowania
jąder. Pojęcie przesunięcia chemicznego. Równocenność chemiczna jąder.
Sprzężenia spinowo-spinowe –przewidywanie struktury multipletów dla widm I
rzędu. Przesunięcie chemiczne i sprzężenia spinowo-spinowe jako funkcja struktury
molekuły.
7. Elektronowy rezonans paramagnetyczny.
Rodzaje centrów paramagnetycznych. Moment magnetyczny elektronu.
Kwantowanie energii momentu magnetycznego elektronu w zewnętrznym polu
magnetycznym. Współczynnik rozszczepienia spektroskopowego g, anizotropia g.
Struktura nadsubtelna w widmach EPR. Zastosowania widm EPR w chemii.