Линейные молекулы, сферические, симметричные и асимметричные волчки

Для молекул с различным соотношение величин главных моментов инерции квантование вращательной энергии описывается по разному.

Все многообразие молекул может быть разделено на следующие типы:

Линейные молекулы

Сферические волчки

Симметричные волчки

Асимметричные волчки

Линейные молекулы

Вращение происходит относительно оси, перпендикулярной оси молекулы (примем ось молекулы за z).

Момент инерции , а относительно любой перпендикулярной к ней оси моменты одинаковы,

Для нелинейных молекул все три момента инерции отличны от нуля.

Возможны три случая:

1. Молекулы типа сферического волчка:

Несколько осей симметрии порядка

(CH₄, CCl₄, UF₆)

2. Симметричные волчки.

Ось симметрии порядка (относительно всех перпендикулярных к ней осей моменты одинаковы)

(NH₃, FCH₃, C₆H₆)

Обозначим главные моменты инерции I_A, I_B, I_C, причем ,

то для симметричного волчка возможны варианты:

- вытянутый волчок;

- сплюснутый волчок

3. Асимметричные волчки

Молекулы с осями симметрии - асиметричные волчки (вода и огромное множество других несимметричных молекул)
Вращательные уровни и переходы для линейной молекулы.