ESPECTROSCOPIA La espectroscopia o espectroscopía es el estudio de la interacción entre la radiación electromagnética y la materia, con absorción o emisión de energía radiante. Tiene aplicaciones en astronomía, física, química y biología, entre otras disciplinas científicas.

Estudia las transiciones que se producen entre los estados cuánticos de un sistema material inducidas por la radiación electromagnética

QUE ES UN ESPECTRO? Un espectro es una serie de colores semejante a un arco iris —por este orden: violeta, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo— que se produce al dividir una luz compuesta como la luz blanca en sus colores constituyentes. Isaac Newton.

INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN CON LA MATERIA

Dependiendo de la cantidad de energía involucrada esta puede producir cambios

en el estado:

- Electrónico -Vibracional - Rotacional

QUE ES?  Es el rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles. El espectro de un objeto es la distribución característica de la radiación electromagnética de ese objeto.

Espectro Electromagnético:

 la radiación electromagnética se clasifica por la longitud de onda: ondas de radio microondas infrarroja región visible (que percibimos como luz) rayos ultravioleta rayos X rayos gamma.

La energía electromagnética en una longitud de onda(periodo) particular λ (en el vacío) tiene una frecuencia asociada f y una energía fotónica E. Así, el espectro electromagnético puede expresarse en términos de cualquiera de estas tres variables, que están relacionadas mediante ecuaciones.

De este modo, las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y energía alta; las ondas de frecuencia baja tienen una longitud de onda larga y energía baja.

F=1/ Λ Y Λ=1/F

Siempre que las ondas de luz (y otras ondas electromagnéticas) se encuentran en un medio (materia), su longitud de onda se reduce. 

ESPECTRO ROTACIONAL

Las ondas electromagnéticas incidentes, siempre que tengan un momento dipolar eléctrico, pueden excitar los niveles de rotación de las moléculas. El campo electromagnético ejerce un par de fuerza sobre la molécula. Los espectros de las transiciones rotacionales de las moléculas está típicamente en la región de microondas del espectro electromagnético.

La ilustración de la izquierda muestra un poco de perspectiva sobre la naturaleza de las transiciones rotacionales. El diagrama muestra una parte del diagrama de potencial de un estado electrónico estable de una molécula diatómica. Ese estado electrónico tendrá varios estados vibracionales asociados con él, de modo que se pueden observar los espectros de vibración. 

Energías Rotacionales La energía clásica de una molécula que gira libremente se puede expresar como energía cinética de rotación

donde x, y, y z son los ejes principales de rotación e Ix representa elmomento de inercia sobre el eje x, etc. En términos de los momentos angulares sobre los ejes principales, la expresión se convierte

Moléculas Diatómicas En una molécula diatómica la energía de rotación se obtiene de la ecuación de Schrödinger, con el hamiltoniano expresado en términos del operador momento angular.

donde J es el número cuántico del momento angular rotacional e I es elmomento de inercia.