Espectroscopia rotacional

La espectroscopia rotacional  es un tipo de espectroscopia de microondas. Mide la absorción o emisión de luz por parte de las moléculas para comprender los cambios en su energía de rotación. Aunque las frecuencias de microondas se utilizan a menudo en espectroscopia rotacional y espectroscopia de microondas, los dos métodos son diferentes. Los primeros experimentos en espectroscopia de microondas midieron el espectro vibracional del amoníaco [1] . La espectroscopia puramente rotacional se distingue de la espectroscopia, donde los grados de libertad rotacionales interactúan con los vibracionales y electrónicos, lo que lleva a nuevas transiciones.

La espectroscopia rotacional solo es aplicable en la fase gaseosa, donde se pueden distinguir las transiciones entre estados cuánticos individuales, conocidos como niveles de energía rotacional. El movimiento de rotación molecular decae rápidamente y se convierte en otras formas de energía en sólidos y líquidos. Los espectros de rotación se pueden observar para moléculas que tienen un momento dipolar eléctrico permanente [2] . El campo eléctrico radiante ejerce un par de torsión sobre la molécula a través de la interacción con el momento dipolar de la molécula, lo que hace que la molécula gire más rápido (cuando está excitada) o más lento (cuando está relajada). Las moléculas diatómicas homonucleares como el oxígeno molecular (O 2 ), el hidrógeno (H 2 ), etc. no tienen un momento dipolar y por lo tanto no tienen un espectro puramente rotacional. En casos raros [3] , el efecto de la fuerza centrífuga permite observar transiciones en moléculas que no tienen un momento dipolar eléctrico permanente. Además, las excitaciones electrónicas a veces pueden conducir a distribuciones de carga asimétricas y un momento dipolar neto.

Entre las moléculas diatómicas, el monóxido de carbono (CO) tiene uno de los espectros de rotación más simples. En cuanto a la molécula de cianuro de hidrógeno triatómico (HC≡N), tiene un espectro de rotación simple para una molécula lineal, similar al isocianuro de hidrógeno (HN=C:) para una molécula no lineal. Las dificultades asociadas con la interpretación de los espectros de rotación aumentan con el tamaño y la flexibilidad conformacional de las moléculas.

Notas

  1. ↑ Cleeton, CE; Williams, NH Ondas electromagnéticas de 1,1 cm de longitud de onda y el espectro de absorción del amoníaco  //  Physical Reviews: journal. - 1934. - Vol. 45 . - pág. 234-237 . -doi : 10.1103 / PhysRev.45.234 . - .
  2. ↑ Gordy, W. Espectros moleculares de microondas en la técnica de química orgánica, vol. IX, editado por A.  Weissberger . — Nueva York: Interscience , 1970.
  3. ↑ Chu, año fiscal; Oka, T. Espectros de rotación "prohibidos" de fosfina y arsina  //  Journal of Chemical Physics  : journal. - 1974. - vol. 60 , núm. 11 _ - Pág. 4612-4618 . -doi : 10.1063/ 1.1680946 . - .
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