Os núcleos da molécula de
são separados por uma distância
. A massa de cada átomo de oxigênio na molécula é
. Determine as energias rotacionais de uma molécula em elétrons-volt para os níveis correspondendo a
e 2 .
Passo 1
O enunciado dá uma molécula diatômica de oxigênio com distância entre núcleos
,m e massa de cada átomo
,kg. Queremos os níveis de energia rotacional correspondentes a
. Para resolver usamos o modelo de rotor rígido: um momento de inércia
no centro de massa e os níveis
Passo 2
Como os dois átomos têm mesma massa, a massa reduzida é
O momento de inércia em torno do centro de massa é
Passo 3
Calculamos o fator
. Como
,
,
Passo 4
Agora os níveis em joules são
Passo 5
Para converter em elétron-volt usamos
,J, então