Rotationsschwingungsspektren
Einfluss von Isotopen auf Rotationsspektren
Viele Elemente des Periodensystems treten als Gemisch aus zwei oder mehr Isotopen auf. Die chemischen Eigenschaften der Isotope eines Elements sind die gleichen, aber die Masse des Atoms ändert sich. Die Gesamtmasse eines Moleküls hat direkten Einfluss auf das Trägheitsmoment und die Rotationskonstante .
- Beispiel HCl
Chlorwasserstoff besteht aus den Komponenten H35Cl und H37Cl. Kennt man die Rotationskonstante einer Komponente, dann ist es leicht die andere zu berechnen. Die Werte des schwereren Moleküls (H37Cl) werden im folgenden mit einem Strich gekennzeichnet.
Die Rotationskonstante von H35Cl beträgt:
gesucht ist die Rotationskonstante von H37Cl:
Da sich die Abstände der Atome aufgrund der Isotopensubstitution nicht nennenswert ändern, gilt:
Nach Bestimmung der reduzierten Massen erhält man für den Wert . Die Rotationskonstante hat für H37Cl einen geringeren Wert als für H35Cl.