![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Молекулярная сумма по состояниям и термодинамические функции газов, обусловленные вращательным движением.
Молекулы двух- и многоатомных газов совершают не только поступательное движение, но они также вращаются, атомы в них колеблются, а при высоких возбуждениях наблюдаются электронные переходы. Рассмотрим вращательное движение двухатомной несимметричной молекулы типа HCl, причем полагаем, что молекула является жестким ротатором, т.е. размеры ее постоянные. Энергия вращения где i – вращательное квантовое число, принимающее значение: 0, 1, 2, 3…, I – момент инерции молекулы. Для двухатомной молекулы I = µr2, µ – приведенная масса молекулы, r – среднее расстояние между атомами. Кратность вырождения для вращательного движения молекулы gв при данном вращательном квантовом числе i, как доказывается в квантовой механике, равна
Так как Для симметричных двух- и многоатомных молекул нужно учитывать наличие симметрии в строении, из-за чего часть энергетических уровней выпадает. Поэтому в последнее уравнение вводится число симметрии σ, равное числу неразличимых состояний, получающихся при вращении молекулы на 360о. Например, для симметричных молекул О2, СО2 , С2Н2 σ = 2, так как при вращении на 360 о вокруг оси симметрии они два раза принимают одинаковое положение; для пирамидальных молекул NH3, AsCl3 и других σ = 3, так как при вращении молекул вокруг оси симметрии их пространственное положение будет повторяться через каждые 120о; для правильной тетраэдрической молекулы Для линейных многоатомных молекул с осевой симметрией (СО2, С2Н2, HCN и др.) Для тетраэдрических молекул ССl4, CH4 и др. Для многоатомных несимметричных, нелинейных молекул
IA, IB, IC – моменты инерции молекулы относительно трех координатных осей. Получим выражение для термодинамических функций, обусловленных вращением молекул. Подставляя в уравнение
Для тетраэдических и многоатомных молекул
Для энтропии имеем Подставляя Qв, находим выражение для энтропии вращательного движения для двухатомных и линейных молекул Подставляя Qв , находим выражение для энтропии вращательного движения для двухатомных и линейных многоатомных молекул
И для многоатомных нелинейных молекул
где Для приведенных энергий Гиббса и Гельмгольца, обусловленных вращательным движением, получаем
|