Rotationsspektroskopi

Rotationsspektroskopi  är en typ av mikrovågsspektroskopi. Den mäter absorption eller emission av ljus från molekyler för att förstå förändringar i deras rotationsenergi. Även om mikrovågsfrekvenser ofta används i rotationsspektroskopi och mikrovågsspektroskopi, är de två metoderna olika. De tidigaste experimenten inom mikrovågsspektroskopi mätte ammoniakens vibrationsspektrum [1] . Rent rotationsspektroskopi särskiljs från spektroskopi, där rotationsfrihetsgrader samverkar med vibrations- och elektroniska, vilket leder till nya övergångar.

Rotationsspektroskopi är endast tillämplig i gasfasen, där övergångar mellan individuella kvanttillstånd, kända som rotationsenerginivåer, kan urskiljas. Molekylär rotationsrörelse avtar snabbt och förvandlas till andra former av energi i fasta ämnen och vätskor. Rotationsspektra kan observeras för molekyler som har ett permanent elektriskt dipolmoment [2] . Det strålande elektriska fältet utövar ett vridmoment på molekylen genom interaktion med molekylens dipolmoment, vilket gör att molekylen roterar snabbare (när den är exciterad) eller långsammare (när den är avslappnad). Homonukleära diatomiska molekyler som molekylärt syre (O 2 ), väte (H 2 ), etc. har inget dipolmoment och har därför inte ett rent rotationsspektrum. I sällsynta fall [3] gör effekten av centrifugalkraft det möjligt att observera övergångar i molekyler som inte har ett permanent elektriskt dipolmoment. Dessutom kan elektroniska excitationer ibland leda till asymmetriska laddningsfördelningar och ett nettodipolmoment.

Bland diatomiska molekyler har kolmonoxid (CO) ett av de enklaste rotationsspektra. När det gäller den triatomiska vätecyanidmolekylen (HC≡N), har den ett enkelt rotationsspektrum för en linjär molekyl, på samma sätt som väteisocyanid (HN=C:) för en icke-linjär molekyl. Svårigheterna förknippade med tolkningen av rotationsspektra ökar med storleken och konformationsflexibiliteten hos molekylerna.

Anteckningar

  1. ↑ Cleeton, C.E.; Williams, NH Elektromagnetiska vågor med en våglängd på 1,1 cm och absorptionsspektrumet för ammoniak  //  Physical Reviews : journal. - 1934. - Vol. 45 . - S. 234-237 . - doi : 10.1103/PhysRev.45.234 . - .
  2. ↑ Gordy, W. Microwave Molecular Spectra in Technique of Organic Chemistry, Vol. IX, redigerad av A.  Weissberger . — New York: Interscience , 1970.
  3. ↑ Chu, FY; Oka, T. "Förbjudna" rotationsspektra av fosfin och arsin  //  Journal of Chemical Physics  : journal. - 1974. - Vol. 60 , nej. 11 . - P. 4612-4618 . - doi : 10.1063/1.1680946 . - .
  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk