Esquematize uma transição vibrônica de uma molécula diatômica nos seguintes casos:
As distâncias internucleares dos estados fundamental e excitado são equivalentes.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente esquematizar uma transição vibrônica de uma molécula diatômica onde as distâncias entre os núcleos nos estados fundamental e excitado são iguais. Isso está relacionado à vibração molecular, que faz parte da física molecular e espectroscopia. Para resolver isso, vamos precisar entender como os níveis de energia vibracional são representados e como as transições acontecem quando as distâncias internucleares não mudam.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que em uma molécula diatômica, os átomos vibram em torno de uma posição de equilíbrio. Essa vibração pode ser modelada como um oscilador harmônico, onde a energia vibracional é quantizada e os níveis de energia são dados por:
Ev = (v + 12) h nu
Aqui, é o número quântico vibracional (0, 1, 2, …), é a constante de Planck e é a frequência vibracional.

Passo 3

No estado fundamental ( ) e no estado excitado ( ), temos diferentes níveis de energia. Porém, o enunciado diz que as distâncias internucleares são equivalentes nesses dois estados. Isso significa que o potencial de energia vibracional não se desloca horizontalmente no diagrama de energia, ou seja, a posição de equilíbrio é a mesma para ambos os estados.

Passo 4

Para esquematizar a transição, desenhamos os potenciais de energia vibracional para os estados e como curvas harmônicas. Como as distâncias são iguais, os mínimos dessas curvas estarão alinhados verticalmente. A transição vibrônica será representada por uma seta que vai do mínimo do estado fundamental para o mínimo do estado excitado, sem deslocamento horizontal.

Passo 5

Esse tipo de transição onde as distâncias internucleares não mudam é chamado de transição vibrônica sem deslocamento (ou Franck-Condon vertical). No diagrama, isso aparece como uma transição vertical, já que não há mudança na coordenada de equilíbrio.

Resposta

A esquematização mostra os potenciais de energia dos estados fundamental e excitado alinhados verticalmente, com uma seta vertical indicando a transição vibrônica, refletindo que as distâncias internucleares são equivalentes nos dois estados.

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