¿El movimiento vibratorio de una molécula de gas afecta su radio atómico (nube electrónica)?

El movimiento vibratorio es el cambio de distancia entre los núcleos, por lo que obviamente afecta al radio atómico si se define como la mitad de esa distancia, como suele ser. La posición de los núcleos también debería afectar la energía de los electrones. Cuando ve espectros electrónicos (UV / Vis), son la suma de los espectros en todos los estados vibratorios, por lo tanto, los picos son tan amplios. Desafortunadamente, no conozco suficiente química teórica / computacional para atreverme a la teoría / matemática avanzada detrás de esto.

Wow, creo que este es mi primer doble A2A – gracias 🙂

Si lo hace. El movimiento vibratorio es mucho más lento que el movimiento de los electrones, por lo que los electrones forman “nubes” de acuerdo con la distancia instantánea [matemática] R (t) [/ matemática] entre los núcleos.

Pero si se hace un promedio mecánico cuántico sobre todo tipo de movimientos en una molécula, entonces la noción de vibración se fusiona con la noción de movimiento y se obtiene una “foto” donde el estado vibracional también da las “nubes de carga positiva”: http: //vladimirkalitvianski.word …

Creo que te refieres a la longitud del enlace. Ah, y el ancho de enlace.

Para que una molécula de gas vibre, debe tener al menos dos centros de masa que puedan moverse en el espacio, pero restringidos por electrones que actúan como resortes. Tranquilamente, la separación promedio es la longitud del enlace.

Si el enlace se excita en un modo de mayor energía, entonces sí, la separación promedio aumenta. A una energía suficientemente alta, la probabilidad de disociación completa también aumenta.

Sin embargo, si imagina cómo se ve el enlace durante el estiramiento, debe tener un poco de cuidado, porque el átomo todavía se está acercando al comportamiento clásico. Los electrones nunca se determinan como partículas clásicas, pero los átomos más pesados ​​están más localizados. Sin embargo, los protones son un problema, ya que son ligeros y no están decididos a rebotar hacia adelante y hacia atrás como las bolas de billar, pueden deslocalizarse sobre los átomos y el túnel entre las posiciones. En última instancia, el túnel de protones es la fuente de mutaciones biológicas espontáneas en los códigos genéticos, pero también la corrupción inevitable de los códigos genéticos que hacen que las estructuras envejezcan.

Puede obtener efectos como los acoplamientos vibrónicos, pero en general, los modos vibratorios pueden separarse de los modos electrónicos.

La conservación de energía debe aplicarse siempre, la proporción de cinética a potencial varía con la separación para una vibración pero no la suma.

La ampliación de los espectros vibracionales desaparece con muestras gaseosas porque resulta de colisiones . Básicamente, los estados excitados tienen vidas más cortas, si recuerdan la observación de Heisenberg. Puede ampliar Doppler, pero el resto después de eliminar todos estos efectos es la dependencia de la frecuencia de la probabilidad de transición. En fases condensadas hay interacción con la fase.

Ancho de enlace Hmm … O sección transversal, supongo … Para conservar la energía, la distribución de electrones tendría que cambiar durante la vibración, me imagino que actuaría como una gota que se estrecha a medida que se alarga. No puedo decir que lo haya visto modelado visualmente, principalmente se usa el promedio, o algún contorno de densidad de carga promedio, y de todos modos tiene la misma energía. Pero me imagino que se volvería importante en modelos de colisiones e interacciones en cortos períodos de tiempo.

Además, al pasar a un modo vibratorio de mayor energía, debe haber un tipo similar de cambio continuo a medida que el dipolo vibrante se acopla al campo de radiación, y los electrones toman nuevas posiciones promedio. Entonces, en lugar de hablar de electrones “moviéndose” en estas interacciones, podría ser más exacto hablar de cargas “redistribuidas”, aunque el efecto es muy similar al promedio.

Necesito agregar algunos comentarios adicionales sobre las vibraciones, el movimiento es muy probablemente armónico. Además, cuando un sistema cuántico alcanza el límite de su movimiento, no se ralentiza hasta detenerse y retroceder como una partícula clásica, porque eso significaría que sería momentáneamente estacionario en un solo punto, lo que es imposible. En cambio, hay una disminución exponencial de la probabilidad en las extremidades. Probablemente decae muy rápidamente en términos de distancia. Además, durante el movimiento puede haber cambios en las relaciones entre las variables dinámicas, como la fase, incluso podría “apretarse”, pero me limito a especular. En cualquier caso, la probabilidad general se conservará.

Las cosas que destacaría de otras respuestas aquí son:
1. La “nube de electrones” (no electrónica) es una nube de distribución de probabilidad de encontrar ese electrón en esa posición específica cuando eliges observarlo. Como se señaló, no es como una nube en el cielo hecha porque el electrón se mueve tan rápido que parece el tornado del Demonio de Tasmania. Es una nube matemática.
2. Hay tres formas principales y diferentes de calcular el radio atómico, el radio de Van der Waals, el radio iónico y el radio covalente (y un par de otras formas menos importantes). Cada uno es diferente dependiendo de si estás mirando un átomo “desnudo” o uno en un enlace con otros átomos (lo que REALMENTE hace que el “límite” tenue de la nube de electrones sea aún más borroso). Esto muestra que el radio atómico varía dependiendo de los enlaces en los que está involucrado el átomo en ese momento.
3. Los radios atómicos varían de manera predecible y explicable en la tabla periódica. El radio tiende a disminuir a medida que pasa de metales a gases nobles, y aumenta a medida que avanza de arriba a abajo de la tabla. Este hecho indica que el radio atómico está sintonizado de manera aguda con el número de electrones en la capa externa del átomo (y qué tan lejos del núcleo está esa capa externa, razón por la cual los elementos en la parte inferior de la tabla periódica tienen un tamaño atómico mayor radios, más electrones más lejos del núcleo). Esto hace que parezca muy improbable que cualquier energía cinética contenida en el átomo o molécula (movimiento vibratorio) afecte el radio atómico. De lo contrario, un átomo “caliente” de un elemento tendría un radio atómico mayor que un átomo “frío” del elemento al lado en la tabla periódica, lo que no sucede. Cuando busca el número que es el radio atómico de un elemento, no le dice “a esta o aquella temperatura”. El radio no varía con la temperatura.