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Capitolo
15
Introduzione ai metodi spettroscopici
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ne esterno del sodio dall’orbitale 3s dello stato fondamentale, a temperatura
ambiente, agli orbitali 3p, 4p, e 5p. Queste eccitazioni sono provocate dall’as-
sorbimento di fotoni di radiazione la cui energia è esattamente pari alla diffe-
renza in energia fra gli stati eccitati e lo stato fondamentale 3s. Le transizioni
tra due diversi orbitali vengono chiamate
transizioni elettroniche
. Gli spettri di
assorbimento atomico di solito non vengono registrati, a causa delle difficoltà
strumentali. Si misura, invece, l’assorbimento atomico ad una singola lunghez-
za d’onda usando una sorgente monocromatica con una riga molto stretta.
Assorbimento molecolare
Le molecole subiscono tre tipi di transizioni quantizzate quando eccitate
dall’assorbimento di radiazione ultravioletta, visibile e infrarossa. Per la radia-
zione ultravioletta e visibile, l’eccitazione comporta la promozione di elettroni
residenti in orbitali atomici o molecolari a bassa energia su orbitali ad energia
più alta. Perché tale transizione abbia luogo, l’energia del fotone,
hv
, deve es-
sere esattamente uguale alla differenza di energia fra i due orbitali.
In aggiunta alle transizioni elettroniche, le molecole esibiscono altri due tipi
di transizioni indotte da radiazioni, e precisamente le
transizioni vibrazionali
e
le
transizioni rotazionali
. Le transizioni vibrazionali hanno luogo in quanto le
molecole hanno molteplici livelli energetici quantizzati (o stati vibrazionali)
associati ai legami che tengono insieme la molecola.
La Figura 15.2 è un diagramma parziale dei livelli energetici che indica alcu-
ni dei processi che avvengono quando una specie poliatomica assorbe radiazio-
Figura 15.2
Diagramma dei livelli energetici di
alcuni dei cambiamenti di energia che hanno luogo
durante l’assorbimento della radiazione infrarossa
(IR), visibile (VIS) e ultravioletta (UV) da parte di una
specie molecolare. Si noti come, in alcune molecole,
una transizione da
E
0
a
E
1
può richiedere una radia-
zione UV anziché una visibile. In altre molecole, la
transizione da
E
0
a
E
2
può avvenire con una radia-
zione visibile anziché UV.
4
3
2
1
0
IR VIS
UV
E
2
Energia
4
3
2
1
0
E
1
4
3
2
1
0
l
1
E
0
l
4
l
1
9
9
l
5
l
1
l
5