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Tutorial MenueIR- und Raman-SpektroskopieLerneinheit 13 von 19

Rotationsschwingungsspektren

Rotationsspektren zweiatomiger Moleküle

Wie im vorhergehenden Abschnitt beschrieben wurde, sind die Rotationsübergänge gequantelt. Nach der Quantentheorie sind nur solche Rotationsniveaus zulässig, die der folgenden Gleichung entsprechen:

E r o t = h 2 8 π 2 I J ( J + 1 ) I: Trägheitsmoment der entsprechenden Rotationsachse des Moleküls J: Rotationsquantenzahl h: Planck'sches Wirkungsquantum

Vorraussetzung für einen Rotationsübergang ist das Vorhandensein eines permanenten Dipolmoments. Das heißt, nur polare Moleküle wie Chlorwasserstoff oder Kohlenmonoxid zeigen ein Rotationsspektrum.

Die Rotationen der Moleküle um ihre drei Hauptträgheitsachsen werden getrennt betrachtet. Die drei Hauptträgheitsachsen stehen senkrecht zueinander. Damit hat jedes Molekül drei Trägheitsmomente (jedes um eine Achse), die im folgenden mit I A , I B und I C  bezeichnet werden ( I A I B I C ). Moleküle können entsprechend ihrer Form und auch entsprechend der Größe ihrer Trägheitsmomente eingeteilt werden, so dass folgende Gruppen erhalten werden:

  • lineare Kreisel
  • symmetrische Kreisel
  • sphärische Kreisel
  • asymmetrische Kreisel

Zweiatomige Moleküle gehören zu den linearen Kreiseln. Die anderen Gruppen werden bei den Rotationsspektren mehratomiger Moleküle beschrieben.

Aufgaben zu Rotationsspektren

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