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Espectroscopia rotacional ou espectoscopia de microondas estuda a absorção e emissão de radiação eletromagnética (tipicamente na região de microondas do espectro eletromagnético por moléculas associadas com uma correspondente mudança no número quântico rotacional da molécula. Die Mikrowellenspektroskopie bzw. (reine) Rotationsspektroskopie ist ein zur Gruppe der Molekül- und Hochfrequenzspektroskopie gehörende Untersuchungsmethode. Sie dient vorzugsweise der Untersuchung von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern. Grundlage der Methode ist die Absorption von elektromagnetischen Wellen im Frequenzbereich von ca. 0,5–100 GHz (Mikrowellen) durch die Anregung von Molekülrotationen oder zu Übergängen zwischen Hyperfeinstruktur von Atomen. Spektroskopia rotacyjna - dziedzina spektroskopii cząsteczkowej badająca przejścia promieniste między poziomami rotacyjnymi (skwantowanymi poziomami energii obrotowej) cząsteczki pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego. Widmo rotacyjne można otrzymać wyłącznie dla substancji w fazie gazowej. Rotational spectroscopy is concerned with the measurement of the energies of transitions between quantized rotational states of molecules in the gas phase. The spectra of polar molecules can be measured in absorption or emission by microwave spectroscopy or by far infrared spectroscopy. The rotational spectra of non-polar molecules cannot be observed by those methods, but can be observed and measured by Raman spectroscopy. Вращательная спектроскопия — вид микроволновой спектроскопии. Она измеряет поглощение или излучение света молекулами, для понимания изменений в их вращательной энергии. Хотя микроволновые частоты часто используются во вращательной спектроскопии и микроволновой спектроскопии, эти два метода различны. В самых ранних экспериментах в микроволновой спектроскопии измерялся колебательный спектр аммиака. La spectroscopie rotationnelle, de rotation ou micro-onde étudie l'absorption et l'émission d'une onde électromagnétique (habituellement dans la région micro-onde du spectre électromagnétique) par des molécules associées aux modifications correspondantes du nombre quantique de rotation de la molécule. L'utilisation de micro-ondes en spectroscopie a été rendue possible en raison principalement du développement de la technologie associée pour le radar durant la Seconde Guerre mondiale. Microgolfspectroscopie is een techniek uit de scheikunde die bedoeld is om rotatie-vrijheid en rotatie-energie van moleculen in de gasfase te kunnen bestuderen.Bij de techniek wordt gekeken naar het absorptiespectrum van het monster in het gebied van de microgolven, ongeveer tussen 6 en 40 gigahertz. De energie van deze microgolven correspondeert met overgangen tussen de rotatie-energieën van moleculen, die daardoor kunnen worden geïdentificeerd.
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Die Mikrowellenspektroskopie bzw. (reine) Rotationsspektroskopie ist ein zur Gruppe der Molekül- und Hochfrequenzspektroskopie gehörende Untersuchungsmethode. Sie dient vorzugsweise der Untersuchung von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern. Grundlage der Methode ist die Absorption von elektromagnetischen Wellen im Frequenzbereich von ca. 0,5–100 GHz (Mikrowellen) durch die Anregung von Molekülrotationen oder zu Übergängen zwischen Hyperfeinstruktur von Atomen. Die Mikrowellenspektroskopie kann sowohl zeit- oder frequenzaufgelöst angewandt werden.Theoretisch wird das Rotatationsspektrum durch den starren Rotator beschrieben. In die Beschreibung des starren Rotators kann die Zentrifugalverzerrung (Verzerrung aufgrund der Zentrifugalkraft) in Form des Zentrifugaldehnungsterms mit der Zentrifugaldehnungskonstante aufgenommen werden.Im Hinblick auf die Beschreibung werden Moleküle in lineare Kreisel, sphärische Kreisel, symmetrische Kreisel und asymmetrische Kreisel unterteilt. Rotationsspektren werden meist als Absorptionsspektren beobachtet. Espectroscopia rotacional ou espectoscopia de microondas estuda a absorção e emissão de radiação eletromagnética (tipicamente na região de microondas do espectro eletromagnético por moléculas associadas com uma correspondente mudança no número quântico rotacional da molécula. Microgolfspectroscopie is een techniek uit de scheikunde die bedoeld is om rotatie-vrijheid en rotatie-energie van moleculen in de gasfase te kunnen bestuderen.Bij de techniek wordt gekeken naar het absorptiespectrum van het monster in het gebied van de microgolven, ongeveer tussen 6 en 40 gigahertz. De energie van deze microgolven correspondeert met overgangen tussen de rotatie-energieën van moleculen, die daardoor kunnen worden geïdentificeerd. Bij verdere analyse van het spectrum kunnen onder andere de traagheidsmomenten worden bepaald. Deze gegevens kunnen informatie leveren over de molecuulstructuur, en daaruit weer bijdragen tot het vaststellen of verifiëren van parameters voor een krachtveld zoals dat wordt gebruikt in de moleculaire mechanica of moleculaire dynamica. Spektroskopia rotacyjna - dziedzina spektroskopii cząsteczkowej badająca przejścia promieniste między poziomami rotacyjnymi (skwantowanymi poziomami energii obrotowej) cząsteczki pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego. Widmo rotacyjne można otrzymać wyłącznie dla substancji w fazie gazowej. Obserwuje się je w postaci szeregu wąskich linii widmowych.W spektroskopii wykorzystywane są dwa rodzaje widma rotacyjnego: widmo rotacyjne absorpcyjne, obserwowane w zakresie promieniowania mikrofalowego, powstałe na skutek przejścia promienistego (w wyniku absorpcji promieniowania mikrofalowego) między niższym a wyższym poziomem rotacyjnym cząsteczki. Warunkiem obserwacji takiego widma jest posiadanie przez cząsteczkę trwałego elektrycznego momentu dipolowego, czyli polarność cząsteczki. widmo rotacyjne Ramana, obserwowane w widmie rozproszeniowym, powstałe na skutek rozproszenia nieelastycznego promieniowania elektromagnetycznego na poziomach rotacyjnych cząsteczki. Warunkiem obserwacji takiego widma jest anizotropia polaryzowalności cząsteczki, czyli w praktyce nieposiadanie przez daną cząsteczkę symetrii tetraedru, oktaedru lub ikosaedru.Opis teoretyczny widma rotacyjnego opiera się w pierwszym przybliżeniu na przybliżeniu rotatora sztywnego. La spectroscopie rotationnelle, de rotation ou micro-onde étudie l'absorption et l'émission d'une onde électromagnétique (habituellement dans la région micro-onde du spectre électromagnétique) par des molécules associées aux modifications correspondantes du nombre quantique de rotation de la molécule. L'utilisation de micro-ondes en spectroscopie a été rendue possible en raison principalement du développement de la technologie associée pour le radar durant la Seconde Guerre mondiale. La spectroscopie rotationnelle n'est réellement possible qu'en phase gazeuse quand le mouvement de rotation est quantifié.Le spectre de rotation d'une molécule (au premier ordre) nécessite que la molécule possède un moment dipolaire et que les centres de charge et masse soient distincts, ou, de manière équivalente, qu'il existe une différentiation de deux charges distinctes. C'est l'existence de ce moment dipolaire qui permet au champ électrique de la lumière (micro-onde) d'exercer un couple sur la molécule, ce qui la fait tourner plus rapidement (en excitation) ou lentement (en désexcitation). Les molécules diatomiques comme le dioxygène (O2) ou le dihydrogène (H2) n'ont pas de moment dipolaire et par conséquent n'ont pas de spectre purement rotationnel. Cependant, les excitations électroniques peuvent conduire à une distribution asymétrique de charge et donc induire un moment dipolaire. Dans de telles circonstances, ces molécules auront un spectre rotationnel.Les molécules diatomiques hétérogènes comme le monoxyde de carbone (CO) possède l'un des spectres de rotation les plus simples. C'est également le cas pour des molécules triatomiques comme le cyanure d'hydrogène (HC≡N) pour les molécules linéaires ou l'isocyanure d'hydrogène (HN=C:) pour les molécules non-linéaires. Plus le nombre d'atomes croît, plus le spectre devient complexe, les raies dues à différentes transitions commençant à se superposer. Вращательная спектроскопия — вид микроволновой спектроскопии. Она измеряет поглощение или излучение света молекулами, для понимания изменений в их вращательной энергии. Хотя микроволновые частоты часто используются во вращательной спектроскопии и микроволновой спектроскопии, эти два метода различны. В самых ранних экспериментах в микроволновой спектроскопии измерялся колебательный спектр аммиака. Чисто вращательную спектроскопию отличают от спектроскопии, где вращательные степени свободы взаимодействуют с колебательными и электронными приводя к новым переходам.Вращательная спектроскопии применима только в газовой фазе, где можно отличить переходы между отдельными квантовыми состояниями известными как вращательные уровни энергии. Молекулярные вращательные движения быстро затухают и превращается в другие виды энергии в твердых телах и жидкостях. Вращательные спектры можно наблюдать для молекул, которые имеют постоянный электрический дипольный момент. Электрического поля излучения оказывает крутящий момент на молекулу через взаимодействие с дипольным моментом молекулы, заставляя молеклу вращаться быстрее (при возбуждении) или медленнее (при релаксации). Гомоядерные двухатомных молекул, такие как молекулярный кислород (O2), водород (H2) и т. д. не имеют дипольного момента и, следовательно, не имеют чисто вращательного спектра. В редких случаях, эффект центробежной силы позволяет наблюдать переходы в молекулах, которые не имеют постоянного электрического дипольного момента. Кроме того, электронные возбуждения могут иногда привести к асимметричным распределениям заряда и чистому дипольному моменту.Среди двухатомных молекул, окись углерода (CO) имеет один из самых простых вращательных спектров. Что касается трёхатомной молекулы цианида водорода (HC≡N), то она имеет простой вращательный спектр для линейной молекулы, аналогично изоцианид водорода (HN=C:) — для нелинейной молекулы. Трудности, связанные с интерпретацией вращательных спектров увеличиваются с размером и конформационной гибкостью молекул. Rotational spectroscopy is concerned with the measurement of the energies of transitions between quantized rotational states of molecules in the gas phase. The spectra of polar molecules can be measured in absorption or emission by microwave spectroscopy or by far infrared spectroscopy. The rotational spectra of non-polar molecules cannot be observed by those methods, but can be observed and measured by Raman spectroscopy. Rotational spectroscopy is sometimes referred to as pure rotational spectroscopy to distinguish it from rotational-vibrational spectroscopy where changes in rotational energy occur together with changes in vibrational energy, and also from ro-vibronic spectroscopy (or just vibronic spectroscopy) where rotational, vibrational and electronic energy changes occur simultaneously.For rotational spectroscopy, molecules are classified according to symmetry into spherical top, linear and symmetric top; analytical expressions can be derived for the rotational energy terms of these molecules. Analytical expressions cannot be derived for the fourth category, asymmetric top, but spectra can be fitted using numerical methods. The rotational energies are derived theoretically by considering the molecules to be rigid rotors and then applying extra terms to account for centrifugal distortion, fine structure, hyperfine structure and Coriolis coupling. Fitting the spectra to the theoretical expressions gives numerical values of the angular moments of inertia from which very precise values of molecular bond lengths and angles can be derived in favorable cases. In the presence of an electrostatic field there is Stark splitting which allows molecular electric dipole moments to be determined.An important application of rotational spectroscopy is in exploration of the chemical composition of the interstellar medium using radio telescopes.
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