旋转光谱

旋转光谱与测量气相中分子的量化旋转状态之间的跃迁能量有关。极性分子的光谱可以通过微波光谱或远红外光谱在吸收或发射中测量。非极性分子的旋转光谱不能用这些方法观察到，但可以用拉曼光谱观察和测量。旋转光谱有时被称为纯旋转光谱，以区别于旋转振动光谱，其中旋转能量的变化与振动能量的变化一起发生，也来自旋转振动光谱（或只是振动光谱），其中旋转，振动和电子能量变化同时发生。

对于旋转光谱，分子根据对称性分为球顶、线性和对称顶；可以推导出这些分子的旋转能量项的解析表达式。对于高达J=3的旋转能级，可以推导出第四类非对称顶部的解析表达式，但需要使用数值方法确定更高的能级。通过将分子视为刚性转子然后应用额外项来解释离心变形、精细结构、超精细结构和科里奥利耦合，从理论上推导出旋转能。.将光谱拟合到理论表达式会给出转动惯量的数值，从中可以在有利的情况下得出非常精确的分子键长和角度值。在存在静电场的情况下，存在斯塔克分裂，可以确定分子电偶极矩。

旋转光谱学的一个重要应用是使用射电望远镜探索星际介质的化学成分。

旋转光谱学主要用于研究分子物理学的基本方面。它是一种独特的精确工具，用于确定气相分子中的分子结构。它可用于建立内部旋转的障碍，例如与CH旋转相关的障碍3相对于C的组6H4氯甲苯中的Cl基团(C7H7氯）。当可以观察到精细或超精细结构时，该技术还提供有关分子电子结构的信息。目前对范德华力、氢键和卤素键等弱分子相互作用的性质的大部分理解都是通过旋转光谱学建立的。与射电天文学有关，该技术在探索星际介质的化学成分方面发挥着关键作用。微波跃迁是在实验室中测量的，并使用射电望远镜与星际介质的发射相匹配。NH3是xxx个在星际介质中发现的稳定的多原子分子。一氧化氯的测量对大气化学很重要。当前的天体化学项目涉及实验室微波光谱学和使用现代射电望远镜（如阿塔卡马大毫米阵列（ALMA））进行的观测。