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Tutorial MenueIR- und Raman-SpektroskopieLerneinheit 13 von 19

Rotationsschwingungsspektren

Sphärische Kreisel

Bei sphärischen Molekülen bzw. Kreiseln sind alle drei Trägheitsmomente gleich ( I A = I B = I C ). Durch die Symmetrie dieser Moleküle ergibt sich, dass sie kein permanentes Dipolmoment aufweisen und damit kein Rotationsspektrum zeigen (z.B. CH4 oder SF6).

Abb.1
sphärischer Kreisel z.B. CH4
Abb.2
sphärischer Kreisel z.B. SF6

Rotiert aber solch ein Molekül, wie z. B. Methan um eine seiner dreizähligen Drehachsen, dann wirkt die Zentrifugalverzerrung auf die restlichen drei Wasserstoffatome. Dadurch wird ein Dipolmoment erzeugt. Mit erheblichem experimentellen Aufwand kann ein Rotationsspektrum mit geringer Intensität beobachtet werden.

Für ein starres sphärisches Molekül ergibt sich folgender Rotationsterm:

F ( J ) = B J ( J + 1 )

Diese Gleichung ist identisch mit denen für starre zweiatomige Moleküle und für starre mehratomige lineare Moleküle. Die Rotationslinien sind im Abstand 2 B zu beobachten.

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