Вращательные Спектры

молекулярные спектры, обусловленные квантовыми переходами между дискретными вращат. Энергетич. Состояниями молекул. Наряду с колебательными спектрами и электронными спектрами возникают в результате взаимод. Молекул с электромагн. Излучением. B.C. Экспериментально наблюдаются для достаточно легких молекул в-в в газовой фазе в длинноволновом ИК и микроволновом диапазонах, а также методом спектроскопии комбинац. Рассеяния (КР). Т. Наз. Чисто вращательные спектры связаны с вращат. Переходами между уровнями Е' вр и Е " вр при фиксированных электронном и колебат. Состояниях молекулы. Они характеризуются частотами v = ( Е' вр Ч Е " вр)/h в диапазоне 104-106 МГц или волновыми числами = v/c, соотв. От единиц до сотен см -1 (h- постоянная Планка, с - скорость света).

Чисто вращат. Спектры КР наблюдаются при облучении молекул видимым или УФ-излучением с частотой v0. Соответствующие разности волновых чисел , отсчитываемые от линии рэлеевского рассеяния, имеют те же значения, что и волновые числа в чисто вращат. Спектрах ИК и микроволнового диапазонов. При изменении электронного и колебат. Состояний молекул всегда меняются и вращат. Состояния, что приводит к появлению т. Наз. Вращательной структуры электронных и колебат. Спектров в УФ-, ИК-областях и в колебательно-вращат. Спектрах КР. Для приближенного описания вращат. Движения молекулы можно принять модель жестко связанных точечных масс, т. Е. Атомных ядер, размеры к-рых ничтожно малы по сравнению с самой молекулой. Массой электронов можно пренебречь.

В классич. Механике вращение жесткого тела характеризуется главными моментами инерции I А, IB, IC относительно трех взаимно перпендикулярных главных осей, пересекающихся в центре масс. Каждый момент инерции где mi -точечная масса, ri -ее расстояние от оси вращения. Полный момент кол-ва движения G связан с проекциями момента на главные оси соотношением. Энергия вращения Е вр, являющаяся кинетич. Энергией (Т вр), в общем случае выражается через проекции полного момента кол-ва движения и главные моменты инерции соотношением. Согласно квантовомех. Представлениям, момент кол-ва движения молекулы может принимать только определенные дискретные значения. Условия квантования имеют вид. где Gz - проекция момента на нек-рую выделенную ось z.

J = 0, 1, 2, 3, . - вращат. Квантовое число. К - квантовое число, принимающее при каждом J(2J +1) значений. 0,.