Rotationstemperatur

Den karakteristiska rotationstemperaturen ( $θ R$ eller $θ rot$ ) används vanligtvis inom statistisk termodynamik för att förenkla uttrycket av den roterande partitionsfunktionen och rotationsbidraget till molekylära termodynamiska egenskaper. Den har temperaturenheter och definieras som

\theta _{\mathrm {R} }={\frac {hc{\overline {B}}}{k_{\mathrm { B} }}}={\frac {\hbar ^{2}}{2k_{\mathrm {B} }I}},

där ${\overline {B}}=B/hc$ är rotationskonstanten , $I$ är ett molekylärt tröghetsmoment , $h$ är Planck-konstanten , $c$ är ljusets hastighet , $ħ = h /2 π$ är den reducerade Planck-konstanten och $k B$ är Boltzmann-konstanten .

Den fysiska betydelsen av $θ R är som$ $en kB T$ uppskattning av temperaturen vid vilken termisk energi (i storleksordningen ) är jämförbar med avståndet mellan rotationsenerginivåerna (i storleksordningen $hcB$ ). Vid ungefär denna temperatur blir populationen av exciterade rotationsnivåer viktig. Några typiska värden anges i tabellen. I varje fall hänvisar värdet till de vanligaste isotoparterna.

Molekyl	$\theta _{\mathrm {R} }$ (K)
H ₂	87,6
N ₂	2,88
O ₂	2.08
F ₂	1,27
HF	30.2
HCl	15.2
CO ₂	0,561
HBr	12.2
CO	2,78

Se även