• Spektrometria rotacyjno - oscylacyjna - HCl i HJ

Rejestrowaliśmy widmo gazowego chlorowodoru. W tym celu wprowadziliśmy kroplę HCl do kuwety gazowej, zaś kuwetę wprowadziliśmy do aparatu rejestrującego widma w podczerwieni i widm ramanowskich. Ustawiliśmy specjalnie niektóre parametry tak, żeby zarejestrować efekt izotopowy, który występuje w cząsteczce HCl. Efekt ten pochodzi od dwóch izotopów chloru a mianowicie ³⁵Cl i ³⁷Cl. Przejawia się on w ten sposób, że na widmie każda składowa rozszczepia się na dwa pasma składowe. Przy czym intensywność tych pasm jest większa dla izotopu ³⁵Cl, co jest oczywiste gdyż tego izotopu występuje więcej w przyrodzie. Pasma kwasu solnego są równoległe gdyż jest on cząsteczką dwuatomową a co za tym idzie cząsteczką liniową.

Część dla widma HCl:

W oparciu o dozwolone reguły wyboru wyprowadzam dozwolone częstości przejść rotacyjno-oscylacyjnych do stanu =0 i =1 rotacyjnego.

Dla stanu podstawowego:

gałąź P -

gałąź R -

Dla stanu wzbudzonego:

gałąź P -

gałąź R -

J	PJ [cm^-1]	RJ [cm^-1]	RJ-PJ	RJ-1-PJ+1	2J+1
0	-	2906	-	-	1
1	2865	2926	61	62	3
2	2844	2945	101	105	5
3	2821	2963	142	146	7
4	2799	2981	182	187	9
5	2776	2998	222	229	11
6	2752	3014	262	270	13
7	2728	3030	302	211	15
8	2703	3045	342	352	17
9	2678	3059	381	393	19
10	2652	-	-	-	21

Z danych zawartych w tabeli wykreślam wykresy. Aby obliczyć
i
wykorzystuje równania prostych (y = ax
) zawarte na wykresach:

Obliczam moment bezwładności I_o i I₁ i porównuję z wartościami tablicowymi (I=2,65*10^-47 [kg*m²]):

błąd względny wynosi dla I₁=4,91%, dla I₀=1,51%

Część dla widma HI:

Na podstawie widma cząsteczki HI odczytuję 2B [cm] i przeliczam na B w cm^-1:

- 2B wynoszą: 0,65; 0,7; 0,7; 0,8; 0,8; 0,85; 0,85; 0,9; 0,95; 1,0; 1,0; 1,05; 1,05; 1,1; 1,2; 1,2; 1,25; 1,3; 1,3; 1,35; 1,4;

=21,4 [cm]

Obliczam wartość średnią: 2B' = 1,02 [cm]  B'=0,51 [cm]

Przeliczam B z cm na cm^-1:

4,55 cm - 50 cm^-1

0,51 cm - x  x=5,60 [cm^-1]

Obliczam moment bezwładności i wyprowadzam jednostkę:

Obliczam długość wiązania HI korzystając ze wzoru:

I=R²m_red

tablicowa wartość długości wiązania HI wynosi: 1,609*10^-10 [m]

błąd względny wynosi 7,83%.

3

---