Трехатомная молекула

Трехатомные молекулы — это молекулы , состоящие из трех атомов одного и того же или разных химических элементов . Примеры включают H ₂ O , CO ₂ (на фото), HCN , O ₃ ( озон ) и NO ₂ .

Молекулярные вибрации

В конкретных случаях можно определить моды колебаний трехатомной молекулы.

Симметричные линейные молекулы

Симметричная линейная молекула АБК может выполнять:

Антисимметричные продольные колебания с частотой

\omega _{a}={\sqrt {\frac {k_{1}M}{m_{A}m_{B}}}}

Симметричные продольные колебания с частотой

\omega _{s1}={\sqrt {\frac {k_{1}}{m_{A}}}}

Симметричные поперечные колебания с частотой

\omega _{s2}={\sqrt {\frac {2k_{2}M}{m_{A}m_{B}}}}

В предыдущих формулах М — полная масса молекулы, m _A и m _B — массы элементов A и B, k ₁ и k ₂ — пружинные константы молекулы вдоль ее оси и перпендикулярно ей.

Типы

гомоядерный

Гомоядерные трехатомные молекулы содержат три атома одного и того же типа. Эта молекула будет аллотропом этого элемента .

Озон , O ₃ — пример трехатомной молекулы, в которой все атомы одинаковы. Трехатомный водород H ₃ нестабилен и самопроизвольно распадается. Ч ₃⁺ сам катион триводорода по себе стабилен и симметричен. ⁴He ₃ , тример гелия слабо связан силой Ван-дер-Ваальса и находится в ефимовском состоянии . ^[1] Трисера (S ₃ ) аналогична озону.

Геометрия

Все трехатомные молекулы можно классифицировать как обладающие линейной , изогнутой или циклической геометрией. ^{[ нужны дальнейшие объяснения ]}

Линейный

Линейные трехатомные молекулы обязаны своей геометрией своим sp или sp. ³d гибридизованные центральные атомы. Хорошо известные линейные трехатомные молекулы включают диоксид углерода (CO ₂ ) и цианид водорода (HCN).

Дифторид ксенона (XeF ₂ ) — один из редких примеров линейной трехатомной молекулы, имеющей несвязанные пары электронов на центральном атоме.

Бент

Циклический

Ссылки

^ Куницкий, М.; Целлер, С.; Фойгтсбергер, Дж.; Калинин А.; Шмидт, ЛПХ; Шоффлер, М.; Чаш, А.; Шолкопф, В.; Гризенти, РЕ; Янке, Т.; Блюм, Д.; Дорнер, Р. (30 апреля 2015 г.). «Наблюдение ефимовского состояния тримера гелия». Наука . 348 (6234): 551–555. arXiv : 1512.02036 . Бибкод : 2015Sci...348..551K . дои : 10.1126/science.aaa5601 . ПМИД 25931554 . S2CID 102090236 .

Внешние ссылки

СМИ, связанные с трехатомными молекулами, на Викискладе?

[Kunitski15-1] Куницкий, М.; Целлер, С.; Фойгтсбергер, Дж.; Калинин А.; Шмидт, ЛПХ; Шоффлер, М.; Чаш, А.; Шолкопф, В.; Гризенти, РЕ; Янке, Т.; Блюм, Д.; Дорнер, Р. (30 апреля 2015 г.). «Наблюдение ефимовского состояния тримера гелия». Наука . 348 (6234): 551–555. arXiv : 1512.02036 . Бибкод : 2015Sci...348..551K . дои : 10.1126/science.aaa5601 . ПМИД 25931554 . S2CID 102090236 .

[1]