Las moléculas diatómicas son moléculas hechas solamente de dos átomos del mismo o de los elementos químicos de diverso los medios dos de los di- del prefijo en griego.

Descripción y ocurrencia en naturaleza

El libro de Huber y de Herzberg, los espectros moleculares y los constantes de la estructura molecular IV. de las moléculas diatómicas, enumera centenares de moléculas diatómicas, algunas que se han detectado espectroscópico en el espacio interestelar . Sin embargo, poco diatomics se encuentra para ocurrir naturalmente en la tierra fuera de laboratorios. El cerca de 99% de la atmósfera de tierra se compone de las moléculas diatómicas, específicamente oxígeno O₂ (el 21%) y nitrógeno N₂ (el 78%), con el 1% restante siendo sobre todo el argón (0. La abundancia natural del hidrógeno (H₂) en la atmósfera de tierra está solamente en la pedido de partes por millón, pero H₂ es, de hecho, la molécula más abundante vista en la naturaleza, dominando la composición de estrellas.

Los elementos que consisten en las moléculas diatómicas, bajo condiciones típicas del laboratorio de 1 barra y 25 ^oC, incluyen el hidrógeno (H₂), el nitrógeno (N₂), el oxígeno (O₂), y el flúor de los halógeno (F₂), la clorina (Cl₂), el bromo (Br₂), el yodo (I₂), y, quizás, el astatino (At₂) . Observar otra vez que mucho el otro diatomics es posible, por ejemplo los metales calentados a sus estados gaseosos. También, muchas moléculas diatómicas son inestables y alto reactivas, por ejemplo el Diphosphorus . Algunos compuestos se hacen de moléculas diatómicas, incluyendo el CO y HBr.

Si una molécula diatómica consiste en dos átomos del mismo elemento, tales como H₂ y O₂, después reputa el homonuclear, pero se dice de otra manera al heteronuclear, por ejemplo con el CO o el No. El enlace en una molécula diatómica homonuclear es no polar y completamente el covalente.

Significación histórica

Los elementos diatómicos desempeñaron un papel importante en la aclaración de los conceptos de elemento, átomo, y la molécula en el siglo XIX, porque algunos de los elementos mas comunes, tales como hidrógeno, oxígeno, y nitrógeno, ocurre como moléculas diatómicas. hipótesis atómica original de s de John Dalton la 'asumió que todos los elementos eran monatomic y que los átomos en compuestos tendrían normalmente los cocientes atómicos más simples con respecto a uno otros. Por ejemplo, Dalton asumió que la fórmula del agua era HO, dando el peso atómico de oxígeno como 8 por el del hidrógeno, en vez del valor moderno de cerca de 16. Por consiguiente, la confusión existió con respecto pesos atómicos y a fórmulas moleculares para alrededor el medio siglo.

Desde 1805, el de Gay-Lussac y el Von Humboldt demostraron que el agua está formada de dos volúmenes de hidrógeno y de un volumen de oxígeno, y antes de el 1811 Amedeo Avogadro había llegado la interpretación correcta de la composición del agua, basada en qué ahora se llama la ley de Avogadro y la asunción de moléculas elementales diatómicas. Sin embargo, estos resultados fueron no hechos caso sobre todo hasta 1860. La parte de este rechazamiento era debido a la creencia que los átomos de un elemento no tendrían ninguna afinidad química hacia los átomos del mismo elemento, y la parte era debido a las excepciones evidentes a la ley de Avogadro que no fueron explicadas hasta más adelante en términos de disociación de las moléculas.

En el congreso 1860 de Karlsruhe sobre los pesos atómicos, ideas de Cannizzaro Avogadro resucitado y utilizado les de producir una tabla constante de pesos atómicos, que convienen sobre todo con valores modernos. Estos pesos eran un requisito previo importante para el descubrimiento de la ley periódica al lado de Dmitri Mendeleev y Lothar Meyer .

Niveles de energía

Es conveniente, y común, representar una molécula diatómica pues dos masas del punto (los dos átomos) conectaron por un resorte sin masa. Las energías implicadas en los varios movimientos de la molécula se pueden entonces analizar en tres categorías.

las energías de translación
Las energías rotatorias
Las energías vibratorias

Energías de translación

La energía de translación de la molécula es dada simplemente por la expresión de la energía cinética: = \ frac {1} {2} mv^2 del $E\_\; del$

l {transporte}

donde está el m la masa de la molécula y del v es su velocidad.

Energías rotatorias

Clásico, cinético energía de rotación es


$E\_\; \{putrefacción\}\; =\; \backslash \; el\; frac\; \{2\; I\}\; \backslash ,\; de\; L^2\}\; \{el$
donde está el $I\; el$ L\; del\; \backslash ,$ímpetu\; angular\; \backslash ,$ de es el momento de la inercia de la molécula

Para microscópico, los sistemas del atómico-nivel tienen gusto de una molécula, ímpetu angular pueden solamente hacer valores discretos específicos dar por el del
$L^2\; =\; l\; (l+1)\; \backslash \; hbar^2\; \backslash ,$
de donde está un número entero y un $el\; l\; positivos\; \backslash \; hbar$ es constante reducido de Planck.

También, porque una molécula diatómica que el momento de inercia es el r_ = \ MU del $I\; del\; del$
{0} ^2 \, el
donde

$\backslash \; MU\; \backslash ,$ está reducido masa de molécula y
$r\_\; \{0\}\; \backslash ,$ de es la distancia media entre los dos átomos en la molécula.

Así pues, substituyendo el ímpetu angular y el momento de inercia en E_rot, los niveles de energía rotatoria de una molécula diatómica se dan cerca: