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16.1  INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA CON LA MATERIA

 

461

En la tabla 16.1 se resumen los colores aproximados correspondientes a diferentes 

longitudes de onda en la región visible del espectro. Por ejemplo, una solución de perman-

ganato de potasio absorbe luz en la región verde del espectro con un máximo de absorción 

a los 525 nm, y la solución es morada.

Hay tres procesos básicos mediante los cuales una molécula puede absorber radiación; 

todos consisten en elevar la energía interna de la molécula a un valor mayor y el aumento 

de energía es igual a la energía de la radiación absorbida (h

␯). Los tres tipos de energía 

interna están cuantizados, es decir, existen en niveles discretos. En el primero de ellos la 

molécula gira en torno a varios ejes, teniendo la energía de rotación niveles definidos, por 

lo que la molécula puede absorber radiación y ascender a un mayor nivel de energía de 

rotación o rotacional en lo que se denomina una transición rotacional. En el segundo, los 

átomos o grupos de átomos dentro de una molécula vibran entre sí, y la energía de esta 

vibración posee también niveles definidos cuantizados; en ese caso, la molécula puede 

absorber una cantidad discreta de energía y ascender a un nivel más alto de energía de 

vibración, en una transición vibracional. En el tercer tipo, los electrones de una molécula 

pueden ascender a una energía electrónica mayor, lo cual corresponde a una transición 

electrónica.

En vista de que cada una de esas transiciones de energía interna está cuantizada, 

éstas sólo ocurrirán a longitudes de onda definidas, que correspondan a una energía h

␯ 

equivalente al incremento cuantizado en energía interna. Sin embargo, hay muchos niveles 

diferentes de energía para cada tipo de transición, por lo que se pueden absorber varias 

longitudes de onda. Las transiciones se pueden ilustrar con diagramas de niveles de ener-

gía, como el de la figura 16.3. Los niveles relativos de energía entre los tres procesos de 

transición siguen el orden electrónica 

⬎ vibracional ⬎ rotacional, y cada uno es aproxi-

madamente un orden de magnitud respecto de los demás. Entonces, las transiciones rota-

cionales pueden efectuarse con energías muy bajas (grandes longitudes de onda, es decir, 

en la región de microondas o del infrarrojo lejano), pero las transiciones vibratorias re-

quieren mayores energías en la región del infrarrojo cercano; las transiciones electrónicas 

requieren energías todavía mayores (en las regiones visible y ultravioleta).

TRANSICIONES ROTACIONALES

Las transiciones puramente rotacionales se pueden efectuar en las regiones del infrarrojo 

cercano y de las microondas (de unos 100 

m a 10 cm), donde la energía es insuficiente 

para provocar transiciones vibracionales o electrónicas. La molécula a temperatura am-

Una molécula absorbe un fotón 

y sufre una transición de energía 

exactamente igual a la energía 

del fotón. El fotón debe tener la 

energía adecuada para que se 

efectúe esta transición cuanti-

zada.

Niveles de energía electrónica

Energía

Niveles

de energía

vibracional

A

E

0

E

1

Niveles

de energía

rotacional

R

3

R

2

R

1

R

3

R

2

R

1

V

0

V

1

R

3

R

2

R

1

R

3

R

2

R

1

V

0

V

1

B

C

Figura 16.3. 

Diagrama de ni-

veles de energía donde se ven 

los cambios de energía rela-

cionados con la absorción de 

radiación electromagnética: 

A, cambios puramente rotacio-

nales (infrarrojo lejano); B

cambios rotacionales y vibra-

cionales (infrarrojo cercano); 

C, transiciones rotacionales, 

vibracionales y electrónicas 

(en visible y ultravioleta). E

0

 

es el estado electrónico funda-

mental o basal y E

1

 es el pri-

mer estado electrónico 

excitado.

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