Rotační spektroskopie

Rotační spektroskopie  je druh mikrovlnné spektroskopie. Měří absorpci nebo emisi světla molekulami, aby pochopil změny v jejich rotační energii. Ačkoli se mikrovlnné frekvence často používají v rotační spektroskopii a mikrovlnné spektroskopii, tyto dvě metody se liší. Nejčasnější experimenty v mikrovlnné spektroskopii měřily vibrační spektrum čpavku [1] . Čistě rotační spektroskopie se liší od spektroskopie, kde rotační stupně volnosti interagují s vibračními a elektronickými, což vede k novým přechodům.

Rotační spektroskopie je použitelná pouze v plynné fázi, kde lze rozlišit přechody mezi jednotlivými kvantovými stavy, známé jako rotační energetické hladiny. Molekulární rotační pohyb se rychle rozpadá a mění se v jiné formy energie v pevných látkách a kapalinách. Rotační spektra lze pozorovat u molekul, které mají trvalý elektrický dipólový moment [2] . Zářivé elektrické pole působí na molekulu točivým momentem prostřednictvím interakce s dipólovým momentem molekuly, což způsobuje, že molekula rotuje rychleji (při vzrušení) nebo pomaleji (při uvolnění). Homonukleární dvouatomové molekuly jako molekulární kyslík (O 2 ), vodík (H 2 ) atd. nemají dipólový moment, a proto nemají čistě rotační spektrum. V ojedinělých případech [3] umožňuje působení odstředivé síly pozorovat přechody v molekulách, které nemají trvalý elektrický dipólový moment. Kromě toho mohou elektronické buzení někdy vést k asymetrickému rozložení náboje a čistému dipólovému momentu.

Mezi dvouatomovými molekulami má oxid uhelnatý (CO) jedno z nejjednodušších rotačních spekter. Pokud jde o triatomovou molekulu kyanovodíku (HC≡N), má pro lineární molekulu jednoduché rotační spektrum, podobně jako isokyanovodík (HN=C:) pro nelineární molekulu. Obtíže spojené s interpretací rotačních spekter se zvyšují s velikostí a konformační flexibilitou molekul.

Poznámky

  1. ↑ Cleeton, C.E.; Williams, NH Elektromagnetické vlny o vlnové délce 1,1 cm a absorpční spektrum amoniaku  //  Physical Reviews : journal. - 1934. - Sv. 45 . - str. 234-237 . - doi : 10.1103/PhysRev.45.234 . - .
  2. ↑ Gordy, W. Microwave Molecular Spectra in Technique of Organic Chemistry, sv. IX, Edited by A.  Weissberger . — New York: Interscience , 1970.
  3. ↑ Chu, FY; Oka, T. "Zakázaná" rotační spektra fosfinu a arsinu  //  Journal of Chemical Physics  : časopis. - 1974. - Sv. 60 , č. 11 . - S. 4612-4618 . - doi : 10.1063/1.1680946 . - .
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie