Espectro de microondas

Espectro de microondas de la molécula de HBr. A. Sánchez Lázaro. 1997-98
* Espectro de rotación:
La espectroscopía de microondas se basa en el estudio de la rotación de las moléculas.
Laenergía de rotación está cuantizada. Una molécula no puede tener una energía de rotación cualquiera, sino que debe tener unos valores determinados que dependen de la forma y el tamaño de la molécula. Losvalores de la energía permitidos son los niveles de energía de rotación.
* Moléculas diatómicas:
Molécula lineal más simple. Las masas m1 y m2 están unidas por un enlace rígido de longitud:r0 = r1 + r2
La masa reducida del sistema corresponde a la siguiente fórmula:

El momento de inercia alrededor del centro de gravedad de la molécula se define así:

Los niveles de energía de rotaciónde una molécula diatómica rígida son facilitados por:

donde h es la constante de Plank, e I el momento de inercia. J, que puede tomar valores enteros de cero en adelante, se llama número cuánticorotacional.
La ecuación anterior expresa la energía permitida en julios, pero lo que realmente interesa es la diferencia entre las energías, o la correspondiente frecuencia, =E/h Hz, o número deondas, =E/hc cm-1, de la radiación emitida o absorbida. En la región del espectro que corresponde a la rotación (microondas) es normal utilizar el número de ondas por lo que la ecuación de EJ quedaríaasí:

donde ahora, c es la velocidad de la luz expresada en cm/s.
Ésta ecuación se puede escribir de forma abreviada:

donde B, es la constante rotacional, que viene dada por:

Para J=0 seobtiene que J=0 por lo que la molécula no posee movimiento de rotación. Para J=1 la energía de rotación es J =2B. Si seguimos calculando J para los valores siguiente de J, en primera instancia, nohabrá límite para los valores de la energía de rotación. En la realidad, esto no sucede, llegará un momento en que la fuerza centrifuga sea mayor que la fuerza que mantiene unidos los átomos, la...