Некоторых двух атомных молекул

Молекула	см–1	, нм	D, см–1
Н2	60,84	0,07417	466×10–7
HD	45,64	0,07417	–
D2	30,444	0,07416	–
H+2	29,95	0,1057	199×10–7
HF	20,96	0,0917	2153×10–9
HCl	10,59	0,1275	532×10–9
HBr	8,471	0,1414	346×10–9
HJ	6,511	0,1609	206×10–9
N2	1,998	0,1098	5,48×10–9
CO	1,9212	0,1131	–×
O2	1,445	0,1207	5,0×10–9
F2	0,8902	0,1413	3,3×10–9
J2	0,0374	0,2665	5,0×10–12

Молекула	см–1	, нм	D, см–1
Н2	60,84	0,07417	466×10–7
HD	45,64	0,07417	–
D2	30,444	0,07416	–
H+2	29,95	0,1057	199×10–7
HF	20,96	0,0917	2153×10–9
HCl	10,59	0,1275	532×10–9
HBr	8,471	0,1414	346×10–9
HJ	6,511	0,1609	206×10–9
N2	1,998	0,1098	5,48×10–9
CO	1,9212	0,1131	–×
O2	1,445	0,1207	5,0×10–9
F2	0,8902	0,1413	3,3×10–9
J2	0,0374	0,2665	5,0×10–12

Степень вырождения уровня с заданным J равна числу возможных значений m_J:

(g_J = 2 J + 1)

Населенность уровня:

. (12)

Чисто вращательными спектрами поглощения и испускания обладают линейные молекулы с ненулевым дипольным моментом (не имеющие центра симметрии, из двухатомных - не гомоядерные).

Для дипольного излучения правило отбора

, (13)

Переходы с частотами 2 B, 4 B, 6 B, 8 B, 10 B … - равноотстоящие линии в спектре с интервалом 2 В.

Поскольку вероятности переходов различаются мало, распределение интенсивностей в спектре отражает распределение населенностей исходных для переходов уровней (12).

Процесс комбинационного рассеяния может быть представлен схемой

Δν

,

Для вращательных перходов в линейных молекулах в спектрах комбинационного рассеяния (КР) правила отбора:

D J = J' –J'' = ±2, (14)

(15)

Спектр состоит из равноотстоящих линий с интервалом 4 .

Первая линия КР (переход )

отстоит от линии возбуждения на 6 .

Чисто вращательными спектрами КР обладают все двухатомные молекулы.

При увеличении скорости вращения изменяется межъядерное расстояние молекулы за счет центробежных сил.

Это приводит к увеличению момента инерции I и к уменьшению вращательной постоянной В.

Приближенное выражение для вращательной энергии нежесткого ротатора:

E _J = BJ (J + 1) – DJ ²(J + 1)², (16)

где D – постоянная центробежного растяжения, по порядку величины равна 10^–6 см^–1 (для молекулы водорода она несколько больше).

Можно переписать:

,

где - зависит от J.