Freiheitsgrade in einem zweiatomigen Molekül [Duplikat]

Wir wissen, dass eine einatomige Verbindung nur 3 Freiheitsgrade haben kann, da wir sie als Punktmasse betrachten können. Nun, da wir ein zweiatomiges Molekül betrachten, gibt es 3 Freiheitsgrade in der Translationsbewegung, 1 Grad in der Vibration und der letzte ist in Rotation. Aber warum kann die Drehung nur einen Freiheitsgrad haben, wenn sie sich in unendlich viele Richtungen drehen kann?

Ich glaube nicht wirklich, dass dies ein Duplikat ist, er erwähnte nicht einmal die Möglichkeit der Rotation um die Bindungsachse des Moleküls. Verwandte:ja; Duplikat: nein.

Antworten (1)

Es gibt 3 Freiheitsgrade in der Translationsbewegung, 1 Grad in der Vibration und der letzte ist in Rotation

Tatsächlich gibt es für ein zweiatomiges Molekül 3 Translations-, 2 Rotations- und 1 Schwingungsfreiheitsgrad.

Bildquelle: http://astarmathsandphysics.com/a-level-physics-notes/182-thermal-physics-and-gases/3036-degrees-of-freedom-2.html

Das Schwingungselement ist in diesem Bild nicht dargestellt, obwohl es leicht zu erkennen ist, was es ist (Atome, die entlang der Molekülbindung mit einer Phasendifferenz von oszillieren π , dh gegenphasig, für weitere Informationen siehe hier ).

Nun zur Frage: Es stimmt, dass sich das Molekül in unendlich viele Richtungen drehen kann, aber (denken Sie darüber nach) es kann sich auch translatorisch in unendlich viele Richtungen bewegen. Der entscheidende Punkt ist, dass die gesamte Translation (Rotation) als Überlagerung der grundlegenden drei (zwei für Rotation) Bewegungsrichtungen geschrieben werden kann. In gewisser Weise ist also jede Drehung des Moleküls, die Sie vielleicht wahrnehmen, tatsächlich eine kombinierte, gleichzeitige Drehung um beide möglichen Achsen.

Die Schwingungsfreiheitsgrade kommen erst bei höherer Temperatur zum Tragen. Bei niedrigerer Temperatur hat das zweiatomige Molekül nur 5 Freiheitsgrade.
Warum gibt es zwei Schwingungsfreiheitsgrade?
@Aniket Richtig, aber irrelevant, da wir nicht die Verfügbarkeit der Freiheitsgrade diskutieren, sondern ihre Geometrie.
@Gert Whoops, was ich meinte, ist, dass es zwei gibt 1 2 k B T Begriffe, die zur Energie eines Moleküls aus seinen Schwingungen beitragen, einer kommt von der potentiellen Energie, einer von der kinetischen. Es gibt natürlich nur einen Schwingungsfreiheitsgrad, da der andere eigentlich zur Translationsbewegung degeneriert. Ich werde dieses Detail in ein oder zwei Stunden korrigieren, wenn ich nach Hause komme.
@Sobanoodles: Puh. Ich hätte es gehasst, da falsch zu liegen. ;-) Danke!
Freiheitsgrade in einem zweiatomigen Molekül [Duplikat]
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