Rotationsschwingungsspektren
Rotationsspektren mehratomiger Moleküle
Die klassische Physik beschreibt die Energie eines Körpers, der um eine Achse rotiert wie folgt:
Moleküle können um drei Achsen rotieren, so dass die Gleichung um zwei Terme erweitert werden muss:
Ersetzt man durch den Drehimpuls , dann erhält man:
Mit dieser Gleichung ist es möglich Rotationsenergieniveaus zu berechnen, aber nur unter der Vorraussetzung, dass die Moleküle als starr betrachtet werden und keine Zentrifugaldehnungskräfte wirken.
Jedes Molekül hat drei Trägheitsmomente , und . Entsprechend der Größe der Trägheitsmomente können Moleküle in verschiedene Gruppen eingeteilt werden:
- Tab.1
- Einteilung der Moleküle entsprechend der Größe ihrer Trägheitsmomente
Molekülart | Trägheitsmomente | F(J) | Beispiele |
---|---|---|---|
lineare Moleküle | ; | HCl; OCS | |
sphärische Moleküle | CCl4; SF6 | ||
prolate, symmetrische Moleküle | CH3Cl | ||
oblate, symmetrische Moleküle | NH3 | ||
asymmetrische Moleküle | kein einfacher Term | H2O; CH3OH |