Spettroscopia molecolare

La simmetria delle molecole. Teoria dei gruppi puntuali: calcolo della simmetria; caratteri e classi di simmetria; rappresentazioni irriducibili. Le rappresentazioni ridotte e le basi adattate per simmetria. Relazione tra simmetria molecolare e degenerazione dei livelli energetici. La simmetria come strumento per individuare integrali di misura nulla. L'approssimazione di Born-Oppenheimer e la teoria degli orbitali molecolari: combinazioni lineari di orbitali atomici e combinazioni lineari di simmetria.

Le transizioni spettroscopiche roto-vibrazionali (IR/Raman): assorbimento, emissione e processi Raman. Proprietà di simmetria delle molecole. Regole di selezione rotazionali pure e Raman. Oscillatori anarmonici e regole di selezione vibrazionali. Le vibrazioni delle molecole poliatomiche: i modi normali; la teoria dei gruppi e le vibrazioni molecolari; le conseguenze dell'anarmonicità.

Le transizioni spettroscopiche vibro-elettroniche (UV/visibile): gli stati delle molecole biatomiche e le regole di selezione. Le transizioni vibroniche e il principio di Franck-Condon. Spettri elettronici di molecole poliatomiche: l'importanza della simmetria; transizioni vibronicamente permesse e transizioni singoletto-tripletto. Il destino degli stati eccitati: decadimento non radiativo; decadimento radiativo (fluorescenza e fosforescenza).

Risposta delle molecole ai campi elettrici: polarizzabilità elettrica; regola della somma di Kuhn-Thomas; spiegazione della dipendenza 1/R6 delle forze di London. I parametri della risonanza magnetica nucleare: costanti di schermo e contributo diamagnetico e paramagnetico. L'accoppiamento di spin e le interazioni iperfini.