Bearbeitung  Fr 20.01.2006 um 12:15,  HR30.1

Übungsblatt 10:    Molekülrotation

Aufgabe 1:  Trägheitsmoment

1. Zeigen Sie, dass das Methanmolekül CH₄  einen sphärischen Kreisel darstellt. Berechnen Sie das Trägheitsmoment. Die Länge der C-H-Bindung beträgt 114 pm. Hinweis: Gehen Sie von der tetraedischen Struktur des Moleküls aus und stellen Sie sich das Kohlenstoffatom im Zentrum eines Würfels mit der Kantenlänge a vor. Die Wasserstoffatome besetzen dann vier Ecken. Markieren Sie die drei auf den Profilflächen senkrecht stehenden Hauptachsen.
2. Zeigen Sie, dass Trichlormethan CH³⁵Cl₃ als symmetrischer Kreisel beschrieben werden kann. Berechnen Sie das Trägheitsmoment um die die CH-Bindung enthaltende Hauptachse. Die Länge der C-Cl-Bindung beträgt 177 pm und die Atome H-C-Cl spannen einen Winkel von 107° auf.

Aufgabe 2:   Rotationskonstante and Rotationsenergie-Terme

1. Welcher Klasse von Rotatioskörpern ist das CH₃I  Molekül zuzuordnen? Berechnen Sie die Rotationskonstante und geben eine allgemeine Formel für die Rotationsenergie-Terme an. Die Länge der C-I-Bindung beträgt 210 pm, die der C-H-Bindung 111 pm. Der Winkel H-C-H beträgt 110.5°.
2. Betrachten Sie die Moleküle CD₃Br und CH₃Cl. Für welches Molekül erwarten Sie enger beieinanderliegende Rotationsenergie-Niveaus? Begründen Sie Ihre Antwort.

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