����� Rigid Rotation (A5p409, 413, 557 and A24)
����� To show
����������������������������
(R1)
����� where
���������������������������������������������������
�= Rotational Constant��������������������������������������������
(R2)
����� Consider a particle of mass m rotating about the z axis a distance r from the origin.
����������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������
(R3)
���������������������������������������������������
����� This time we convert the wave equation to spherical coordinate to obtain (A5p410)
������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������
(R4)
����� Classical Energy of a rigid rotator is
���������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������
(R5)
����� where w is the angular velocity (rod/s) and I is the
����� Moment of inertia(A5p555)
��������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������
(R6)
����� where mi is the mass located and distance ri from the center of mass.
����� Quantum mechanics solutions to the
wave equation gives two quantum numbers, �and
m.
���������������������������������������� Magnitude of angular momentum
=
���������������������������������������������� z component of angular momentum = mh
�����������������������������������������������������������������
����������������������������
(A5p408,p413) (R7)
����������������������������������
����� Let J � l
����� For a linear rigid rotator
�������������������������������������������E = hcB
J (J+ 1)������������������ (R8)
����� Where B is the rotation constant:
����������������������������� ������������������(A5p557) (R2)
����� with
���������������� c = speed of light
���������������� I = moment of inertia about the center of mass
����� The rotational partition function is
������������������� �����������
(A5p414,563,671) (R9)
����� Replacing the
by an integral from 0 to � and integrating,
we obtain the rotational partition function qR
for a linear molecule (A5p694)
This is the result we have been looking for! |
������������������ ��������������������������������������
(R10)
����� where Sy is the symmetry number which is the number of different but equivalent arrangements that can be made by rotating the molecules.
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������
����������� where���������������
����������� Sy = symmetry number. [For discussion
of see Laidler 3rd Ed. p.99.] For a hetronuclear
molecule
= 1 and for a homonuclear diatomic molecule
or a symmetrical linear molecule, e.g., H2,
then
= 2.
����������� Order of Magnitude and Representative Values
�����������
Return toTransition State Theory