¿Cómo determinar los estados rotacionales de una molécula?

Question

¿Cómo se pueden determinar los posibles estados de rotación de una molécula? Libro de Química Física de Atkins dice que para las moléculas lineales hay dos estados rotacionales posibles, pero ¿cuál es el método general para encontrar la cantidad de estados rotacionales para otras moléculas relativamente más complejas, digamos por ejemplo $\ce{H2O}$ y $\ce{CH4}$ ?

Answer 1

Las moléculas sólo tienen 3 (o 2 si son lineales) modos de rotación. Una molécula con n átomos tiene 3n-6 estados vibracionales, 3n-5 si es lineal. El "6" o "5" que se resta representa los 3 modos traslacionales en los que se pueden mover todas las moléculas (direcciones x, y y z) más los 3 modos rotacionales (rotación alrededor de los ejes x, y y z). Los 3 modos de rotación se reducen a 2 si la molécula es lineal, ya que no se puede observar la rotación en torno a su eje molecular (el eje que contiene la molécula). $C_{\infty}$ elemento de simetría).