Sinopsis

La naturaleza cuantizada de la materia tiene implicaciones en la relación que establece con laradiación, puesto que la interacción entre ambas acontece a frecuencias discretas, y esta propiedad tiene una relevancia especial, porque se categoriza como un principio básico de la estructura molecular, que la Física y la Química moleculares tratan de desentrañar.

En la bibliografía existente hay varias aproximaciones al estudio de la Espectroscopía. Enmuchas ocasiones se recurre a una exposición fenomenológica o a un tratamiento descriptivo delos niveles de energía atómicos y moleculares y las transiciones que tienen lugar entre ellos, sin llegar a obtener las soluciones de la Ecuación de Schrödinger para tratar más rigurosamente el problema. Es una simplificación que puede tener sentido en los primeros cursos de las Licenciaturas donde se introducen o manejan los métodos y técnicas espectroscópicas, cuando el objetivo que se establece es una primera aproximación a la Espectroscopía. En estos términos, el reto es no hacer concesiones conceptuales en las simplificaciones que, de forma inevitable, hay que realizar. En todo caso, resulta difícil llegar a captar la dimensión de los tratamientos y las posibles aplicaciones sin conocer los principios básicos de la espectroscopía, partiendo de la solución de los modelos cuánticos más sencillos, que sirven como soporte de los niveles de energía, entre los que tienen lugar las transiciones objeto de estudio en la espectroscopía; es inevitable un mínimo conocimiento de la Química Cuántica imprescindible para disponer de los modelos más elementales: oscilador armónico, rotor rígido, estructura electrónica, etc. Otro nivel, más riguroso, requiere partir de que estos modelos elementales no son más que una primera aproximación a los problemas y de que es preciso refinar el tratamiento para dar una visión más detallada y cercan a la realidad; en este caso hay que profundizar en el tratamiento teórico, estableciendo modelos más complejos y empleando métodos matemáticos más avanzados, con objeto de poder desentrañar las estructuras finas e hiperfinas, que se camuflan tras las respuestas, más elementales, de las aproximaciones sencillas.

Por último, el nivel especializado aborda, monográficamente, un método o técnica espectroscópicas y fundamenta y analiza sus diferentes aspectos y aplicaciones reales y potenciales, concretando los logros aportados y las posibilidades que ofrece de poder alcanzar avances significativos en el conocimiento científico, o las oportunidades que proporcionan las tecnologías derivadas.

En la bibliografía podemos encontrar muchas fórmulas con las que se ha abordado el tratamiento de la interacción de la radiación con la materia y las consecuencias que de ello se derivan. Se han elaborado una gran cantidad de manuales, fundamentalmente en lengua inglesa, abarcando desde los niveles elementales hasta los profesionales. Los avances habidos en la segunda mitad del siglo XX han introducido una amplitud considerable al incorporar fuentes láser, intensidades elevadas, procesos multifotónicos, fenómenos coherentes, tiempos ultracortos, nuevas posibilidades cuantitativas, etc. que hacen de la espectroscopía un escenario donde se conciertan la estructura y la dinámica moleculares, en una representación que no ha tenido antecedente en la Historia científica contemporánea.

El libro Espectroscopía se ha elaborado pretendiendo ser una aproximación al panoramade los métodos y técnicas espectroscópicos desde una perspectiva actual. Pretende introducir losconceptos, métodos y técnicas espectroscópicas empleando el lenguaje propio de la espectroscopía.y familiar en la electrónica cuántica, óptica no lineal, etc. no limitándose sólo, por tanto, a las áreas más convencionales de la espectroscopía molecular. A estas últimas se dedican los primeros capítulos, para dar paso, posteriormente a un tratamiento avanzado que profundiza en aspectos tanto teóricos como experimentales en las modernas técnicas actuales. De esta forma, escogiendo temas y tratamientos, se puede acomodar desde una presentación elemental a una avanzada, sin perder ni rigor ni profundidad conceptuales.

Es preciso dar cumplido reconocimiento a una cantidad importante de estudiantes que han idoaportando, a lo largo de mucho tiempo, el mejor filtro posible para un texto: el estudio, la duda, la consulta, la sugerencia y, en ocasiones, el debate. Sin duda que persistirán dudas y seguirán siendo oportunas las sugerencias; las esperamos y las atenderemos, en la seguridad de que todo es perfectible.

También queremos expresar nuestro agradecimiento en particular a los miembros de nuestro grupo de investigación, sobre todo a Adolfo Bastida, por su constante apoyo científico y técnico, y a José Antonio García Picón y a José Miguel Bolarín, por su inestimable ayuda en la confección de figuras. A Juan Zúniga queremos reconocerle, además, la lectura y corrección de los borradores de numerosos capítulos. No podemos olvidarnos finalmente de todos aquellos que nos han visto crecer humana y profesionalmente, haciendo una mención especial a Juan Vera y a nuestros maestros D. Antonio Serna y Gonzalo González, y dedicando un recuerdo emocionado a nuestro entrañable amigo y compañero Antonio Fuster.

Índice

1 CUANTIZACIÓN DE LA MATERIA
2 RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
3 INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN CON LA MATERIA
4 FORMA Y ANCHURA DE LAS LÍNEAS ESPECTRALES
5 LÁSER
6 ESPECTROSCOPÍA ATÓMICA
7 VIBRACIÓN Y ROTACIÓN DE MOLÉCULAS DIATÓMICAS
8 ESPECTROSCOPÍA ROTACIONAL DE MOLÉCULAS POLIATÓMICAS
9 ESPECTROSCOPÍA VIBRACIONAL DE MOLÉCULAS POLIATÓMICAS
10 TEORÍA DE GRUPOS APLICADA A LA SIMETRÍA MOLECULAR
11 SIMETRÍA DE LAS VIBRACIONES MOLECULARES
12 ESPECTROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE MOLÉCULAS DIATÓMICAS
13 ESPECTROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE MOLÉCULAS POLIATÓMICAS
14 RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR
APÉNDICE A. MATRICES Y MECÁNICA CUÁNTICA
APÉNDICE B. TABLAS DE CARACTERES
APÉNDICE C. TABLAS DE PRODUCTOS DIRECTOS
APÉNDICE D. CONSTANTES FÍSICAS Y FACTORES DE CONVERSIÓN
APÉNDICE E. RELACIONES MATEMÁTICAS
CRÉDITOS DE LAS FIGURAS
BIBLIOGRAFÍA
INDICE ALFABÉTICO