best01 安徽师范大学 教学教案 教学课件 物理化学 结构化学郧阳师专 谐振子可以发射和吸收辐射能。

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第四章 双原子分子的振动和转动

 

§4-1 分子光谱概述

㈠ 带状光谱

对于原子而言，原子的能量是量子化的，只能取某些确定值。例如，He原子，在中心场近似下，各能级是1s²、1s2s、1s2p、1s3s等。当原子从一个状态变化到另一个状态时，伴随着电子的跃迁，将吸收或发射光子， 。由于原子的能量只能取某些特定值，跃迁时吸收或发射的光的频率也只能是某些特定值，反映在光谱上是一些分立的谱线。因此，原子光谱是线状光谱。

分子的运动比原子复杂，不仅要考虑电子的运动，还要考虑核的运动。分子内部运动总能量为

其中， E_e是电子的能量，它包括纯电子能量和核间排斥能(纯电子能量则包括电子的动能、电子间的排斥能、电子与核之间的吸引能)；E_v是核的振动能；E_r是分子转动能。

· 每个电子运动状态对应着一个电子能级，间隔约为1-20eV。

· 每一电子运动状态下，有不同振动状态，每个振动状态对应着一个振动能级，能级间隔0.05-1eV。

· 每个振动状态下，有不同的转动状态，每个转动状态对应着一个转动能级，能级间隔10^-4-10^-2eV。

¨ 分子吸收或发射光辐射时，单纯改变转动状态是可以的，产生转动光谱，位于微波和远红外区。

¨ 振动状态变化时，往往伴随着转动状态的变化，产生振动-转动光谱，位于红外区。

¨ 电子状态变化时，往往伴随着振动、转动状态的变化，产生电子光谱，位于近红外、可见或紫外区。

由于这些能级非常靠近，谱线非常密集，在低分辨率的仪器下，不能将谱线分开，看上去象连续的谱带，因此，分子光谱表现为带状光谱。