Reglas de selección en espectroscopia rotacional- molécula de agua

La Universidad de Liverpool mantiene una página 3D de ChemTube, donde dice

http://www.chemtube3d.com/spectrorotcd0-CE-TEST-ROTATE-ALL.html

*> Moléculas poliatómicas altamente simétricas, como el dióxido de carbono, también

no tienen momento dipolar neto - los dipolos a lo largo de los enlaces CO son siempre iguales y opuestos y se anulan entre sí. Es importante reconocer también que si una molécula tiene un dipolo permanente, pero este dipolo se encuentra a lo largo del eje de rotación principal, entonces la molécula no tendrá un espectro de rotación, como el de una molécula de agua .

1) Un estudiante de química me hizo esta pregunta, y también estoy sorprendido por su afirmación. ¿Por qué el agua no puede tener un espectro de rotación? Desafía el propósito mismo del horno de microondas y el espectro de rotación del agua en fase gaseosa se encuentra en toda la literatura espectroscópica. Me gustaría confirmar con la opinión de los espectroscopistas que esto es incorrecto o no.

2) Otra pregunta del estudiante Las ondas electromagnéticas tienen un campo eléctrico sinusoidal y un campo magnético de microondas. ¿Cómo interactúa el campo magnético con el momento dipolar eléctrico permanente de una molécula, digamos HCl? He revisado muchos textos de química física y no dicen nada sobre la interacción del componente magnético variable y el momento dipolar de la molécula. La interacción del campo eléctrico se discute en detalle.

Gracias.

Es interesante en cuanto a lo que ha escrito que la animación en la página web muestra posibles rotaciones de la molécula de dióxido de carbono.
Sí, la página en sí misma es contradictoria. El CO2 puede tener rotaciones puras, pero dado que tiene un dipolo permanente, sus rotaciones se pueden probar mediante espectroscopia Raman.
Gracias, dice que la fuerza es diferente pero las energías son las mismas. ¿No interactuaría un dipolo eléctrico con un campo magnético?

Respuestas (1)

Para la pregunta 1. Creo que básicamente dijo que la emisión se debió al cambio del momento dipolar eléctrico causado por la rotación. En el agua molecular, el eje de rotación se encuentra junto con el eje de rotación y, por lo tanto, la rotación no cambia la geometría del dipolo eléctrico en el espacio y, por lo tanto, no cambia la emisión.

Para la pregunta 2. de EMM sabíamos que B presentado fue muy débil y puede ser ignorado durante el cálculo para esos casos. (Si acepta que el límite CO no cambia la longitud, entonces debe aceptar B campo simplemente no hace nada tan bien.)

JC, el espectro de rotación se estudia como un espectro de absorción en la región de microondas. Sin embargo, si revisamos Google Scholar, hay muchos artículos sobre el espectro de rotación del agua.
@ M.Farooq Si se trata de una interacción magnética del elector, por supuesto que no causa rotación (a menos que cuente el momento angular del fotón), la respuesta es la misma en la declaración anterior. Los diferentes estados generalmente se consideraban "desbloqueados" en diferentes etapas, cuando se puede tratar como "bloqueado"/"desbloqueado" en función de diferentes condiciones. Pero lo que decía esa página web es uno de esos tratamientos "bloqueados".
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