kaasumolekyyleihin

Kaasumolekyyleihin viittaa kaasussa olevien molekyylien ominaisuuksia ja reaktioita koskeva ala. Kaasut koostuvat pienistä molekyyleistä, jotka liikkuvat vapaasti ja joiden väliset vuorovaikutukset ovat suhteellisen heikkoja. Tämä mahdollistaa suurten tilavuuksien muodostumisen sekä paineen ja lämpötilan vaihteluiden vaikutusten tarkastelun. Usein kaasujen käyttäytymistä voidaan kuvata ideaalikaasun periaatteilla.

Kaasumolekyylien energian jakauma kattaa translatoivan, rotaation ja vibraation liikkeet. Translaatio on kolmiulotteista liikettä; rotaatio riippuu molekyylin geomterian mukaisesti: lineaarisilla molekyyleillä on yleensä kaksi pyörimisakselia, epälineaarisilla kolme. Vibraatio koostuu atomien välisten sidosten liikkeistä, ja energiat voivat olla suuria; vibraatiot aktivoituvat yleensä korkeammilla lämpötiloilla tai fotoneilla.

Kaasumolekyylien tutkimuksessa käytetään useita menetelmiä. Infra- ja Raman-spektroskopia paljastavat vibraatio- ja rotaatiotiloja, mikroaaltospektroskopia antaa tarkkaa tietoa pyörimisenergioista, ja massaspektrometria sekä muut massaspektrometriset menetelmät kertovat koostumuksesta ja reaktioista.

Kaasumaailman reaktiot noudattavat törmäysteoriaa sekä unimolekulaari- ja bimolekulaari-reaktioita, ja niissä sovelletaan tilastollisen mekanikan malleja kuten RRKM-teoriaa. Nopeudet riippuvat paineesta, lämpötilasta ja molekyylien energiajakaumasta.

Käytännön sovelluksia ovat ilmakehän kemiassa, palamisessa sekä astrokemiassa ja materiaalien puhdistuksessa.