分子振动和分子转到的区别
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/24 08:57:32
分子振动和分子转到的区别
分子振动和分子转到的区别
分子振动和分子转到的区别
远红外区双原子吸收光谱是一组线,频率刻度分隔比较均匀.这是转动能级跃迁引起的,可以从转动吸收线的间隔计算转动惯量,从而计算原子间距.直线多原子分子在远红外区表现和双原子分子相同,分子只有单一转动惯量,单个分子内的多个核间距无法计算.
振动能级间隔比转动能级宽,对应振动能级跃迁谱线在红外区.
振动如同弹簧的拉伸释放,由于介质的摩擦力,振幅衰减至静止,能量并没有消失,而是引起弹簧周围环境温度稍微上升.而分子振荡一开始就可以继续下去.分子没有摩擦力而是通过和其他分子、电磁波相互作用发射和吸收能量.
能量经典均分 就是平动、转动、振动.线性分子转动有两个自由度,非线性分子转动有3个自由度.N个原子组成的分子有3N个自由度,平动总是3个自由度.线性分子振动为3N-5个,非线性分子振动自由度为3N-6.
平动对应1/2kT,转动对应1/2kT,振动对应kT.比如乙烷 3N=24,3个平动、3个转动、18个振动自由度.加起来那么乙烷分子平均能量就是21kT .
乙烷分子是否就是21kT呢?转动与振动能量用光谱法测量,而分子平动能用分子束实验或精细光谱效应来测定.还有一种最重要的方法就是测定气体热容.热容告诉了我们一物质当温度升高时储存能量的容量.对于乙烷 C=21nR…….但实验事实上只有3.35.如此大的差距在于必须引入量子论用波函数计算,因为振动能只有在较高温度时才参与能量均分.
转动量子比平动量子大许多数量级但仍小于平均经典能量kT,室温足够高能量趋近于经典值,低温下有很大误差.振动量子能级几乎都是低量子数,量子效应突出,乙烷的巨大差别几乎全由振动能没做出贡献.
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一般温度不太低时转动能趋近与经典值（低温下有大误差）,而振动能与经典值巨大误差,另外分子振动也非严格简谐振子.
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