La molécula de hidrógeno tiene estados excitados de vibración rotacional que corresponden a los posibles movimientos de los dos protones entre sí en el espacio.
Puedes imaginar que son principalmente los protones los que vibran de un lado a otro y giran uno alrededor del otro.
Los electrones también vibran, por supuesto, pero al ser mucho más ligeros que los protones, se mueven mucho más rápido. Por lo tanto, las funciones de la onda electrónica se reajustan muy rápidamente a medida que se mueven los protones, lo que permite tratar el problema en la aproximación de Born-Oppenheimer.
Si traza la energía teórica de la molécula H2 en el estado fundamental (enlace orbital) como una función de la distancia protón-protón, imaginando que los protones son estáticos, encontrará que hay un mínimo en la longitud de enlace teórica, pero la energía aumenta en longitudes de enlace menores o mayores, de modo que los protones pueden ejecutar pequeñas oscilaciones en ese potencial, esos son los modos de vibración.
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Si las vibraciones son demasiado grandes en amplitud, o la rotación es demasiado rápida, entonces la molécula se desvinculará, por lo que cada banda rotacional-vibratoria tiene solo un número finito de estados.