Rotações - Exercícios - Espectroscopia, Notas de estudo de Física. Universidade Federal da Bahia (UFBA)
A_Santos
A_Santos8 de Março de 2013

Rotações - Exercícios - Espectroscopia, Notas de estudo de Física. Universidade Federal da Bahia (UFBA)

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Apostilas e exercicios de Física da Universidade Federal Fluminense, sobre o estudo das Rotações.
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Microsoft Word - Lista2_Exemplo_Exercícios_Cap2_3.doc

Espectroscopia – Lista 2 de Exercícios Rotações 1. Assumindo que as regiões do espectro eletrônico correspondem às transições atômicas ou moleculares são observadas, coloque as transições puramente eletrônicas, rotacionais e vibracionais em ordem crescente de energia. 2. A água absorve radiações infravermelhas, que tem uma freqüência de 1595 cm-1. Converta esse número de onda para o comprimento de onda em mícron. 3. Classifique as seguintes moléculas lineares ou esféricas, alongadas nos pólos, achatados nos pólos, ou com pólos assimétricos. Desenhar a estrutura das moléculas ajudará a visualizá-las. a) Água, H2O b) Trans butano, C4H10 c) Clorobenzeno, C6H5Cl d) Hexafluoreto de urânio, UF6 e) Cianeto de hidrogênio, HCN f) Sulfeto de carbonila, OCS g) O íon sulfato SO4-2 4. A partir da forma gerla das seguinte moléculas, defina-as como alongadas nos pólos ou achatadas nos pólos, ou nenhuma da alternativas. a) Tetrafluoretileno, CF2 = CF2 b) Trifluoreto de boro, BF3 c) Trimetilamina, N(CH3)3 d) Dimetilacetileno, CH3 - C=C – C = C - CH3 5. Assumindo as unidades-padrão do SI, qual é a unidade das constantes rotacionais A, B,ou C?

aI A

2

2h =

bI B

2

2h =

cI C

2

2h =

6. A amônia tem dois momentos de inércia definidos: I = 4,413 x 10 -47 kg.m2 e I = 2,806 x 10 -47 kg.m2. a) Identifique-os Ia, Ib e Ic. b) Calcule as constantes rotacionais A, B e C. c) Qual é o valor da menor energia rotacional diferente de zero? d) qual é o valor da próxima energia rotacional mais baixa diferente de zero? 7. A molécula diatômica do hidreto de prata, 197Ag1H, tem uma ligação internuclear com uma distância de 1,617 A0. Preveja as energias, em joules de seus quatro primeiros níveis rotacionais. (Use I = μr2). 8. Classifique as seguintes moléculas como linear, esférica polar, achatada nos pólos, alongada nos pólos ou com pólos assimétricos. a) Dimetilacetileno b) Hexafluorenxofre, SF6 c) Íon fosfato, PO43- d) Glicina, CH2(NH2)(COOH) e) Cis, 1,2-dicloroetileno f) Trans, 1,2-dicloroetileno g) Hexametilbenzeno, C6(CH3)6 h) Diacetileno i) Radical cianeto, CN- 9. O enxofre diatômico, S2, foi detectado na cauda do cometa Halley na sua última aproximação da Terra, em 1985-1986. Ele tem um comprimento de ligação de 1,880 x 10-10m. Calcule o valor de B, em unidades de cm-1 e J,para o S2. 10. Calcule os valores de B para o SF6 e o UF6, que são ambas moléculas octaédricas. A distância da ligação S-F é 1,996 A0. Comente sobre as diferenças entre estes dois valores de B, lembrando que o peso atômico do S é 32,06 e o U é 238,0. 11. Os momento de inércia da fosfina, PH3, são 5,478 x 10-47kg.m2; 5,478 x 10-47kg.m2 e 6,645 x 10-47kg.m2. Calcule as constantes rotacionais A, B e C para a fosfina. 12. Mostre que a degenerescência dos níveis de rotação para moléculas com pólos simétricos é 2(2J+1), exceto se K=0 para o qual a degenerescência é 2J+1. 13. Calcule os valores dos cinco primeiros níveis de energia rotacional do etano, CH3CH3, assumindo que ele está em sua conformação eclipsada de energia mínima. Os momentos de inércia do etano são 1,075 x 10-46 kg.m2; 4,200 x 10-46 kg.m2 e 4,200 x 10-46 kg.m2. 14. Calcule os valores os cinco primeiros níveis de energia rotacional da fosfina, PH3. Use os valores dos momentos de inércia 5,478 x 10-47kg.m2; 5,478 x 10-47kg.m2 e 6,645 x 10-47kg.m2.

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