回転スペクトル(読み)カイテンスペクトル

化学辞典 第2版「回転スペクトル」の解説

回転スペクトル
カイテンスペクトル
rotation spectrum

分子回転の量子化されたエネルギー状態.すなわち,回転準位の間で起こる遷移によるスペクトルをいう.遠赤外領域からマイクロ波領域,まれにはラジオ波領域で観測される.分子の主慣性モーメントIaIbIc(IaIbIc)とし,回転角運動量の慣性主軸成分を PaPbPc とすると,回転エネルギーは

Pa2/2IaPb2/2IbPc2/2Ic
と表される.回転定数

Ah/8π2Ia

Bh/8π2Ib

Ch/8π2Ic(hプランク定数)
を導入すると,直線分子

(Ia = 0,IbIc)
の回転エネルギーは

hBJ(J + 1)
となり,対称こま分子では IaIb または IbIc であるが,後者では

hBJ(J + 1) + h(AB)K 2
が量子化されたエネルギーである.ここで,Jは回転量子数,Kは分子軸方向の回転量子数で,J = 0,1,2,…,K = 0,±1,…,±Jである.これらの分子では

ΔJ = ±1,ΔK = 0
の選択律が成立するから,J - 1からJの準位への遷移スペクトルの周波数は2BJとなるが,実際には遠心力ひずみによる小さな補正項がつけ加わる.非対称こまの回転準位および回転スペクトルは複雑なものとなる.回転スペクトルは,分子の構造や振動回転相互作用に関する知見を与える.

出典 森北出版「化学辞典(第2版)」化学辞典 第2版について 情報

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典「回転スペクトル」の解説

回転スペクトル
かいてんスペクトル
rotation spectrum

回転準位をもつ分子から放出される光は回転準位に特徴的な振動数をもち,そのスペクトルを回転スペクトルという。2つの回転準位 EE' の間の遷移により放出される光の振動数は (EE')/h ( hプランク定数 ) である。一酸化炭素,メタンアンモニアなどの気体分子の放出する赤外線中には,回転スペクトルが実験的に見出されている。一般に光の放出は角運動量保存則によって許される最小値をとり,大きな角運動量の変化は,選択則によって禁止される。たとえば対称こま形分子の放出する赤外線の回転スペクトルに対し,角運動量変化 |ΔJ| は0または1という選択則が成り立つ。このことは赤外線の吸収にもあてはまる。偶偶核の回転準位の場合 ( J=0 ,2,4,…) には,γ線放出は隣接準位 ( |ΔJ|=2 ) の間で起る。

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世界大百科事典内の回転スペクトルの言及

【光スペクトル】より

…原子や固体中のイオンの電子状態の間の遷移に対応するスペクトル線はおもに可視から紫外の領域に現れ,励起状態の間の遷移は赤外領域にも現れる。分子が放出または吸収する光のスペクトルは分子スペクトルと呼ばれ,これは,電子状態間の遷移に対応する部分,分子を形成している原子の振動状態の遷移に対応する部分(振動スペクトルという)および分子の回転状態の遷移に対応する部分(回転スペクトル)に分けて考えることができる。このうち,電子遷移に対応するスペクトル線はほとんどが紫外領域に現れ,可視領域に現れることはまれである。…

※「回転スペクトル」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

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