Διδαχθείσα ύλη και σχετική βιβλιογραφία

Στο διάστημα από την αρχή του εξαμήνου μέχρι τις 30/10/2015 ό,τι έχει διδαχθεί περιλαμβάνεται στα κεφάλαια 1 και 2 και στις παραγράφους 7.1.3-7.1.5 του βιβλίου Modern Spectroscopy του J. M. Hollas. Τα ίδια θέματα αναπτύσσονται και στα βιβλία των Bernath, Banwell & McCash, McHale, Loudon, Sobelman, Herzberg (Atomic Spectra)

Γραπτή άσκηση (παραδοτέα στην τάξη στις 6/11/2015):
α) Για την τρίτη "γραμμή" της σειράς Paschen του υδρογονοειδούς ιόντος C VI (ή ¹²C⁵⁺) να υπολογίσετε τον κυματαριθμό της μεταπτώσεως, την συχνότητα του φωτονίου της, το μήκος κύματός του και την ενέργειά του σε eV. Σε ποια περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος βρίσκεται;
β) Να υπολογίσετε σε ποιο μήκος κύματος θα παρατηρηθεί απορρόφηση εξαιτίας της μεταπτώσεως αυτής αν τα ιόντα κινούνται προς την πηγή της ακτινοβολίας με ταχύτητα 3x10⁶ m s^-1.
γ) Για την ίδια μετάπτωση, σχεδιάστε τις καταστάσεις που χαρακτηρίζονται από συγκεκριμένα l και j των δύο εμπλεκόμενων ηλεκτρονιακών καταστάσεων και σημειώστε τις επιτρεπτές μεταπτώσεις (οι οποίες αποτελούν την λεπτή υφή της "γραμμής").

Στις 6 και 13 Νοεμβρίου μιλήσαμε για την περιστροφική φασματοσκοπία η οποία καλύπτεται από το Κεφ. 5 του βιβλίου του Hollas "Modern Spectroscopy" ή το Κεφ. 6 του βιβλίου του Bernath.

Γραπτή άσκηση
Για το μόριο CH₃I οι φασματοσκοπικές σταθερές περιστροφής έχουν τις τιμές A = 5.119 cm^-1 και B = 0.250217 cm^-1. Να υπολογίσετε σε ποιο κυματαριθμό θα παρατηρηθεί η μετάπτωση J = 2 ← 1 (K = 1) για το μόριο CH₃I και ποια η τιμή της A για το CD₃I. Δίνονται οι μάζες των ισοτόπων (σε g/mol) H: 1.007825, D: 2.0141018, C: 12.0000, I: 126.90447.

Στις 20 Νοεμβρίου ολοκληρώσαμε την περιστροφική φασματοσκοπία με αναφορά σε φάσματα Raman. Στις 20 και 27 Νοεμβρίου μιλήσαμε για δονητική φασματοσκοπία κυρίως διατομικών μορίων και στο τέλος πολυατομικών μορίων σύμφωνα με την θεωρία των κανονικών τρόπων δονήσεως. Αναλυτική αναφορά στο φάσμα υπερύθρου του CO γίνεται στην ενότητα 3.3 του βιβλίου των Banwell και McCash.

Γραπτή άσκηση:
Δίνονται οι ακόλουθες φασματοσκοπικές σταθερές Dunham Y_ik για το ¹²C¹⁶O σε cm^-1.

i	k
	0	1	2	3
0		1.9312808724	-6.121468e-06	5.8272e-12
1	2169.8135802	-0.0175044121	1.1526e-09	-1.7375e-13
2	-13.2883076	5.487e-07	-1.8050e-10
3	0.01051127	2.541e-08
4	5.7440e-05
5	9.831e-07
6	-3.166e-08

Να υπολογίσετε την θέση των μεταπτώσεων ¹²C¹⁶O (1,0) R(5) και ¹³C¹⁶O (1,0) R(5). Δεν χρειάζεται να βγάλετε γενικό τύπο για τις μεταπτώσεις. [Διευκρινίσεις στους συμβολισμούς: (1,0) δηλώνει (v',v"), R(5) αναφέρεται στην μετάπτωση του κλάδου R με J" = 5.] Δίνονται οι μάζες των ισοτόπων (σε g/mol) ¹²C: 12.0000, ¹³C: 13.003354838, ¹⁶O: 15.994914622.

Στις 4/12 δώσαμε μερικά συμπληρωματικά στοιχεία για την δονητική φασματοσκοπία διατομικών και πολυατομικών μορίων. Συζητήσαμε διάφορα ενεργειακά δυναμικά εντός των οποίων παρατηρούνται ταλαντώσεις. Συνεχίσαμε με τα κυριότερα χαρακτηριστικά της ηλεκτρονιακής φασματοσκοπίας διατομικών μορίων.

Στις 11/12 εξετάσαμε τις καμπύλες ηλεκτρονιακής ενέργειας διατομικών διαφόρων διατομικών μορίων και αναφερθήκαμε στις μορφές των ηλεκτρονιακών φασμάτων.

Στις 18/12 μιλήσαμε για lasers και τις εφαρμογές τους στην φασματοσκοπία και την Φυσικοχημεία.

Γραπτή άσκηση:
Για το μόριο ⁶³Cu₂ προσδιορίστηκαν οι ακόλουθες τιμές φασματοσκοπικών σταθερών για την μετάπτωση B¹Σ⁺ - X¹Σ⁺: T_e = 21757.619 cm^-1, ω'_e = 246.317 cm^-1, ω'_ex'_e = 2.231 cm^-1, B'_e = 0.098847 cm^-1, α'_e = 0.000488 cm^-1, ω"_e = 266.459 cm^-1, ω"_ex"_e = 1.035 cm^-1, B"_e = 0.108781 cm^-1, α"_e = 0.000620 cm^-1. Να σχεδιασθεί διάγραμμα Fortrat με τους κλάδους P και R για τις δονητικές μεταπτώσεις (0,0) και (1,1) για τιμές J μεταξύ 0 και 120. Σε ποιο κλάδο της (0,0) εμφανίζεται κεφαλή, σε ποια τιμή J και σε ποιον κυματαριθμό;