Περιστροφικά ενεργειακά επίπεδα των μορίων

Στην εφαρμογή αυτή διερευνούμε τα περιστροφικά ενεργειακά επίπεδα των μορίων.

Στους σφαιρικούς στροφείς, και οι τρεις ροπές αδράνειας είναι ίσες με I. Στην καρτέλα Spherical θεωρούμε τετραεδρικά μόρια με τύπο BA4, όπου B είναι το κεντρικό άτομο. Εκφράζουμε την ενέργεια μιας περιστροφικής κατάστασης ως τον περιστροφικό όρο, F(J).

όπου h είναι η σταθερά του Planck (6,626 x 10-34 J s), mA είναι η μάζα του ατόμου A (σε kg), J είναι ο κβαντικός αριθμός, και RAB είναι το μήκος του δεσμού A-B (σε m).

Από τη γραφική παράσταση συμπεραίνουμε ότι:

Στους συμμετρικούς στροφείς, δύο ροπές αδράνειας είναι ίσες, και ονομάζονται Iparallel, αλλά διαφέρουν από την τρίτη, που ονομάζεται Iperpendicular. Αν Iparallel > Iperpendicular, ο στροφέας ταξινομείται ως δισκοειδής, ενώ αν Iparallel < Iperpendicular, ταξινομείται ως ραβδοειδής. Στην καρτέλα Symmetric θεωρούμε ραβδοειδείς στροφείς BA3 με πυραμιδική γεωμετρία, όπως στην NH3.

όπου mA και mB είναι οι μάζες των ατόμων A και B (σε kg), J και K είναι κβαντικοί αριθμοί, και θ είναι η γωνία του δεσμού A-B-A σε μοίρες.

Στους γραμμικούς στροφείς, η περιστροφή γίνεται μόνο ως προς άξονα κάθετο στην ευθεία των ατόμων ενώ γύρω από την ευθεία η στροφορμή είναι μηδέν. Επομένως, K = 0. Στην καρτέλα Linear θεωρούμε ένα γραμμικό τριατομικό μόριο ABC.

όπου mA, mB και mC είναι οι μάζες των ατόμων A, B και C (σε kg), και rAB και rBC είναι τα μήκη των δεσμών (σε m).