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分子储能方式

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在研究光谱的结构时,我们先要了解分子储能方式,以下将对分子的各种储存能量的方式一一列出:

  • 移动能量:任意一在空间中运动的粒子,都应该具有动能,单个分子的平均移动动能为K.T/2。K为玻尔兹曼常数,T为绝对温度。
  • 转动能量:一个由原子构成的分子,能够围绕通过分子重心的轴旋转或者绕转,于是具有转动能量。转动能量变化相对较小,极小值在1cm-1,因此,纯转动带出现在微波谱区和远红外谱区
  • 振动能量:构成分子的原子受某种类似弹簧弹力的束缚,单个原子能够相对于原子彼此间的平衡位置而振动,分子具有了振动能量。振动能量变化通常都大于600cm-1,振动跃迁一般耦合着许多转动跃迁。这种耦合造成一组谱线,称为中红外频谱中的振转带。
  • 电子能量:构成分子的电子能态发生变化也会使分子能量发生变化,因此,分子具有电子能量。典型的电子跃迁要涉及几个电子伏(约104cm-1)的能量,电子跃迁要求高能光子,所以吸收和发射通常出现在紫外或者可见光谱区。

後三种能量方式是量子化的。电子跃迁能够产生线光谱,而附带着转动跃迁和振动跃迁的能量,从而产生复杂的带状结构。