分子的能级和分子光谱

分子的能级和分子光谱分子的能级和分子光谱◆分子的组成及其内部的运动分子由若干原子组成→分子有大小结构→分子转动原子间振动价电子共有运动⑴电子运动能量Ee下面估算这三种运动的能量:电子约束在分子范围内(a=0.1nm)运动→Δx=a=0.1nm由不确定关系:设:p~Δp(估算)∴电子能量可见在数量级上与原子能级相同⑵振动能量Ev黑体辐射→普朗克量子理论→谐振子能量谐振子角频率μ:原子核质量分子谐振子的劲度系数k估算如下：带正电的原子核振动→电势能U变化→电子波函数变化→电子能量Ee变化振动势能(1/2)kx2变化量与ΔU属同一数量级U与...

分子的能级和分子光谱◆分子的组成及其内部的运动分子由若干原子组成→分子有大小结构→分子转动原子间振动价电子共有运动⑴电子运动能量Ee下面估算这三种运动的能量:电子约束在分子范围内(a=0.1nm)运动→Δx=a=0.1nm由不确定关系:设:p~Δp(估算)∴电子能量可见在数量级上与原子能级相同⑵振动能量Ev黑体辐射→普朗克量子理论→谐振子能量谐振子角频率μ:原子核质量分子谐振子的劲度系数k估算如下：带正电的原子核振动→电势能U变化→电子波函数变化→电子能量Ee变化振动势能(1/2)kx2变化量与ΔU属同一数量级U与Ee属同一数量级注：一般估算可以认为某物理量F的变化量ΔF与F本身的数量级相同即：ΔF~Fka2~U~Ee∴在数量级上∴k~Ee/a2这表明振动能Ev约为电子能Ee的1/100⑵转动能量Er转动惯量I数量级—μa2角动量L数量级—玻尔理论转动能量这表明分子转动能量Er约为振动能量Ev的1/100.结论：分子内部的这三种能量相差很大，Ee>>Ev>>Er这三种运动关联性小。因此，可分别独立研究这三种运动。分子总能量:E=Ee+Ev+Er◆分子的能级和分子光谱的特征量子理论→微观粒子能量量子化振动能级电子能级eV10-2eV10-4eV分子的能级分子光谱-----分子各能级之间跃迁形成不同电子能级上各种振动转动能级之间跃迁产生可见紫外光同一电子能级不同振动能级上不同转动能级之间跃迁产生近红外光同一振动能级上不同转动能级之间跃迁产生远红外光应用:测定分子光谱,研究分子结构转动能级→Ee,Ev,Er量子化如图

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