¿Por qué la función de partición molecular solo se descompone en estados traslacionales, rotacionales, vibracionales y electrónicos, ignorando las configuraciones?

Según Atkins y otros, la energía es la suma de las contribuciones de los modos de movimiento de traslación, rotación, vibración y electrónica. Como la fórmula de la función de partición es q = i mi β mi i , Q se distribuye en estos 4 modos.

Sin embargo, esos 4 modos pierden muchos de los i configuraciones Por ejemplo, el ciclohexano tiene configuraciones de bote y silla, así como muchas intermedias. Si tuviera que usar las fórmulas para los 4 componentes de la función de partición que se encuentran en Atkins y otros libros de texto, la función de partición no podría incluir estas configuraciones diferentes.

Además, según mi comprensión de la mecánica molecular, la energía (de un gas ideal, utilizando la misma suposición utilizada en la función de partición molecular) generalmente se descompone en enlaces (vibraciones), ángulos y diedros, así como otras contribuciones.

Entonces, ¿la función de partición molecular que Atkins deriva solo funciona para moléculas lo suficientemente pequeñas como para contener solo enlaces, pero no términos de ángulo o diédricos? No puedo verlo funcionando para otra cosa que no sea una especie diatómica entonces, lo cual sé que no está bien...

Respuestas (1)

La molécula tiene solo 3*N (número de átomos) grados de libertad posicionales, ya que cada átomo puede moverse en 3 dimensiones. Tres de los 3N son traslaciones de la molécula completa, 3 son rotacionales y 3N-6 son vibracionales (la simetría incluso los dividirá en subespacios invariantes). Por lo tanto, la función de partición incluye todos los microestados relevantes en esta definición.

Supongo que uno podría obtener ciclohexano de la silla a la configuración del bote usando solo vibraciones, si las vibraciones se definen como todo excepto traslaciones y rotaciones (que son: en.wikipedia.org/wiki/Molecular_vibration ). Sin embargo, si se usara un software QM como Gaussian para calcular la función de partición vibratoria ( gaussian.com/g_whitepap/thermo.htm ) para el ciclohexano en la configuración de la silla, no se habría desviado lo suficiente de su configuración inicial para incluir el configuraciones del barco, ¿correcto?