A energia rotacional característica
para a rotação de uma molécula de
é
. Usando este valor, encontre a distância de separação entre os dois átomos de nitrogênio.
Passo 1
O enunciado trata da rotação de uma molécula diatômica (
), cujo “energia rotacional característica” é dada por
onde
é o momento de inércia da molécula rígida. Para um rotor diatômico valem:
com
massa reduzida e
distância entre os dois núcleos. Nosso objetivo é achar
.
Passo 2
Convertemos
de elétron-volts para joules. Como
e
, tem-se
Passo 3
Calculamos a massa reduzida
. Cada átomo de nitrogênio tem massa aproximada
logo
Passo 4
Da relação
obtemos
Substituindo
e
,
Passo 5
Como
, segue
Resposta
A distância de separação entre os átomos de nitrogênio é aproximadamente