原子物理學(第九章)

1、2021/8/61原子物理學 物體一般是原子結(jié)合而成的分子或分子集團，或者物體一般是原子結(jié)合而成的分子或分子集團，或者是原子有規(guī)則地結(jié)成的晶體。為了能夠了解原子物理的是原子有規(guī)則地結(jié)成的晶體。為了能夠了解原子物理的知識怎樣用在更廣的范圍或更接近實際情況的問題，我知識怎樣用在更廣的范圍或更接近實際情況的問題，我們有必要討論分子的結(jié)構(gòu)。們有必要討論分子的結(jié)構(gòu)。 研究分子是化學和物理學的共同任務(wù)。在物理學中研究分子是化學和物理學的共同任務(wù)。在物理學中有許多方法可以對分子進行研究，例如可以利用有許多方法可以對分子進行研究，例如可以利用X X射線衍射線衍射、電子衍射、中子衍射對分子結(jié)構(gòu)進行研究，也可以射

2、、電子衍射、中子衍射對分子結(jié)構(gòu)進行研究，也可以通過分子電偶極矩的測量進行研究。而分子光譜對分子通過分子電偶極矩的測量進行研究。而分子光譜對分子結(jié)構(gòu)提供了豐富而重要的資料，因此本章主要從分子光結(jié)構(gòu)提供了豐富而重要的資料，因此本章主要從分子光譜討論分子結(jié)構(gòu)。譜討論分子結(jié)構(gòu)。第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/62原子物理學9.1 9.1 分子的鍵聯(lián)分子的鍵聯(lián) 原子由于相互結(jié)合力而構(gòu)成分子。原子間有不同類原子由于相互結(jié)合力而構(gòu)成分子。原子間有不同類型的結(jié)合，這稱做化學鍵?，F(xiàn)在知道有離子鍵、共價鍵、型的結(jié)合，這稱做化學鍵?，F(xiàn)在知道有離子鍵、共價鍵、金屬鍵，此外還有一種較弱的

3、范德瓦耳斯鍵。金屬鍵，此外還有一種較弱的范德瓦耳斯鍵。第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/63原子物理學9.1 9.1 分子的鍵聯(lián)分子的鍵聯(lián) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/64原子物理學9.1 9.1 分子的鍵聯(lián)分子的鍵聯(lián)一、離子鍵一、離子鍵 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/65原子物理學9.1 9.1 分子的鍵聯(lián)分子的鍵聯(lián)一、離子鍵一、離子鍵 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/66原子物理學9.1 9.1 分子的鍵聯(lián)分子的鍵聯(lián)一、離子鍵一、離子鍵 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)

4、與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/67原子物理學9.1 9.1 分子的鍵聯(lián)分子的鍵聯(lián)一、離子鍵一、離子鍵 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/68原子物理學9.1 9.1 分子的鍵聯(lián)分子的鍵聯(lián)二、共價鍵二、共價鍵 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/69原子物理學9.1 9.1 分子的鍵聯(lián)分子的鍵聯(lián)二、共價鍵二、共價鍵 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/610原子物理學9.1 9.1 分子的鍵聯(lián)分子的鍵聯(lián)二、共價鍵二、共價鍵1、氫分子離子、氫分子離子 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜

5、2H2021/8/611原子物理學9.1 9.1 分子的鍵聯(lián)分子的鍵聯(lián)二、共價鍵二、共價鍵1 1、氫分子離子、氫分子離子 電子能量和原子核勢能之和對原子核的運動來說，電子能量和原子核勢能之和對原子核的運動來說，起著勢能作用。這個起著勢能作用。這個“勢能勢能”隨原子核距離的變化如果隨原子核距離的變化如果出現(xiàn)最低值，分子就能構(gòu)成，如果沒有最低值，分子就出現(xiàn)最低值，分子就能構(gòu)成，如果沒有最低值，分子就不能構(gòu)成。不能構(gòu)成。 分子中的電子可以處在激發(fā)態(tài)，這也可以由分離原分子中的電子可以處在激發(fā)態(tài)，這也可以由分離原子變到聯(lián)合原子的相應(yīng)激發(fā)態(tài)來考慮。同樣也只有那些子變到聯(lián)合原子的相應(yīng)激發(fā)態(tài)來考慮。同樣也只有

6、那些“勢能勢能”隨原子核距離的變化具有最低值的才是分子的隨原子核距離的變化具有最低值的才是分子的穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)。 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2H2021/8/612原子物理學9.1 9.1 分子的鍵聯(lián)分子的鍵聯(lián)二、共價鍵二、共價鍵2、氫分子、氫分子 氫分子由兩個氫原子構(gòu)成，分離很遠時是兩個孤立的氫氫分子由兩個氫原子構(gòu)成，分離很遠時是兩個孤立的氫原子。如果再設(shè)想氫分子中兩個原子核合并為一個，這分子原子。如果再設(shè)想氫分子中兩個原子核合并為一個，這分子就成為一個氦原子，只是質(zhì)量不同。我們同樣可以把氫分子就成為一個氦原子，只是質(zhì)量不同。我們同樣可以把氫分子看作分離的兩個氫原

7、子和氦原子之間的狀態(tài)?？醋鞣蛛x的兩個氫原子和氦原子之間的狀態(tài)。 當兩個氫原子接近時，原子核之間的庫侖斥力就增大。當兩個氫原子接近時，原子核之間的庫侖斥力就增大。二電子之間也有庫侖斥力，這樣就還需要考慮勢能，勢能隨二電子之間也有庫侖斥力，這樣就還需要考慮勢能，勢能隨原子核距離的減小而增大。這個勢能和上述電子能量相加后原子核距離的減小而增大。這個勢能和上述電子能量相加后的數(shù)值就如圖的數(shù)值就如圖9.49.4所示。所示。 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2H2021/8/613原子物理學9.1 9.1 分子的鍵聯(lián)分子的鍵聯(lián)二、共價鍵二、共價鍵2、氫分子、氫分子 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)

8、與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2H2021/8/614原子物理學9.1 9.1 分子的鍵聯(lián)分子的鍵聯(lián)三、金屬鍵三、金屬鍵 這是金屬中原子的結(jié)合情況，在金屬中，原子核和它這是金屬中原子的結(jié)合情況，在金屬中，原子核和它周圍的束縛電子構(gòu)成的離子好像浸沒在自由電子周圍的束縛電子構(gòu)成的離子好像浸沒在自由電子“氣氣”中。中。這樣，在固體中就結(jié)合晶體。金屬鍵不存在于分立的分子這樣，在固體中就結(jié)合晶體。金屬鍵不存在于分立的分子中，像氣體分子的情況。中，像氣體分子的情況。第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/615原子物理學9.1 9.1 分子的鍵聯(lián)分子的鍵聯(lián)四、范德瓦耳斯鍵四、范德瓦耳

9、斯鍵 這是由于范德瓦耳斯力而產(chǎn)生的很弱的結(jié)合。上述三這是由于范德瓦耳斯力而產(chǎn)生的很弱的結(jié)合。上述三類化學鍵的結(jié)合能一般在類化學鍵的結(jié)合能一般在15 15 電子伏特范圍，而范德瓦耳電子伏特范圍，而范德瓦耳鍵的結(jié)合能只有鍵的結(jié)合能只有0.010.01到到0.10.1電子伏特那么一個數(shù)量。這種結(jié)電子伏特那么一個數(shù)量。這種結(jié)合的原子平衡距離也比較大一些。是這類結(jié)合的例子合的原子平衡距離也比較大一些。是這類結(jié)合的例子. .在有在有些高分子中也存在著這類鍵。些高分子中也存在著這類鍵。 以上簡單地敘述了原子結(jié)成分子的幾種方式。以上簡單地敘述了原子結(jié)成分子的幾種方式。第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與

10、分子光譜2021/8/616原子物理學9.2 9.2 分子光譜和分子能級分子光譜和分子能級 從分子的光譜可以研究分子的結(jié)構(gòu)，分子光譜比原子從分子的光譜可以研究分子的結(jié)構(gòu)，分子光譜比原子光譜要復(fù)雜得多。就波長的范圍說，分子光譜可以有如下光譜要復(fù)雜得多。就波長的范圍說，分子光譜可以有如下三類別。三類別。一、分子光譜的類別一、分子光譜的類別（1 1）遠紅外光譜，波長是厘米或毫米的數(shù)量級。）遠紅外光譜，波長是厘米或毫米的數(shù)量級。（2 2）近紅外光譜，波長是微米的數(shù)量級。）近紅外光譜，波長是微米的數(shù)量級。（3 3）可見和紫外光譜，這往往是一個復(fù)雜的光譜體系。）可見和紫外光譜，這往往是一個復(fù)雜的光譜體系。

11、 分子所以產(chǎn)生復(fù)雜的光譜，是由于它內(nèi)部復(fù)雜的運動分子所以產(chǎn)生復(fù)雜的光譜，是由于它內(nèi)部復(fù)雜的運動狀態(tài)。狀態(tài)。第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/617原子物理學9.2 9.2 分子光譜和分子能級分子光譜和分子能級二、分子內(nèi)部的運動狀態(tài)及能級分類二、分子內(nèi)部的運動狀態(tài)及能級分類1 1、分子的電子運動狀態(tài)和電子能級、分子的電子運動狀態(tài)和電子能級 在分子中有兩個或兩個以上的原子核，電子在這樣一在分子中有兩個或兩個以上的原子核，電子在這樣一個電場中運動。在分子中的電子運動，正如原子中的電子個電場中運動。在分子中的電子運動，正如原子中的電子運動，也形成不同的狀態(tài)，每一狀態(tài)具有一

12、定的能量。分運動，也形成不同的狀態(tài)，每一狀態(tài)具有一定的能量。分子的電子態(tài)能級之差同原子能級之差相仿。如果分子的電子的電子態(tài)能級之差同原子能級之差相仿。如果分子的電子能級之間有躍遷，產(chǎn)生的光譜一般在可見和紫外區(qū)域。子能級之間有躍遷，產(chǎn)生的光譜一般在可見和紫外區(qū)域。第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/618原子物理學9.2 9.2 分子光譜和分子能級分子光譜和分子能級二、分子內(nèi)部的運動狀態(tài)及能級分類二、分子內(nèi)部的運動狀態(tài)及能級分類2 2、構(gòu)成分子的諸原子之間的振動和振動能級、構(gòu)成分子的諸原子之間的振動和振動能級 這也就是原子核帶同周圍的電子的振動，在這也就是原子核帶同周

13、圍的電子的振動，在9.1 9.1 節(jié)已節(jié)已經(jīng)提到雙原子分子沿著軸線振動。多原子分子的振動就比經(jīng)提到雙原子分子沿著軸線振動。多原子分子的振動就比較復(fù)雜，是多種振動方式的疊加。振動的能量是量子化的，較復(fù)雜，是多種振動方式的疊加。振動的能量是量子化的，振動能級的間隔比電子能級的間隔小。如果只有振動能級振動能級的間隔比電子能級的間隔小。如果只有振動能級的躍遷，而沒有電子能級的躍遷，所產(chǎn)生的光譜是在近紅的躍遷，而沒有電子能級的躍遷，所產(chǎn)生的光譜是在近紅外區(qū)，波長是幾個微米的數(shù)量級。外區(qū)，波長是幾個微米的數(shù)量級。第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/619原子物理學9.2 9.2

14、 分子光譜和分子能級分子光譜和分子能級二、分子內(nèi)部的運動狀態(tài)及能級分類二、分子內(nèi)部的運動狀態(tài)及能級分類3 3、分子的轉(zhuǎn)動和轉(zhuǎn)動能級、分子的轉(zhuǎn)動和轉(zhuǎn)動能級 這是分子的整體轉(zhuǎn)動，對雙原子分子要考慮的轉(zhuǎn)動是這是分子的整體轉(zhuǎn)動，對雙原子分子要考慮的轉(zhuǎn)動是轉(zhuǎn)動軸通過分子質(zhì)量中心并垂直于分子軸轉(zhuǎn)動軸通過分子質(zhì)量中心并垂直于分子軸( (原子核間的聯(lián)線原子核間的聯(lián)線) )的轉(zhuǎn)動。對多原子分子的轉(zhuǎn)動，如果分子的對稱性高，也的轉(zhuǎn)動。對多原子分子的轉(zhuǎn)動，如果分子的對稱性高，也可以進行研究。轉(zhuǎn)動能量也是量子化的，但比前二種能量可以進行研究。轉(zhuǎn)動能量也是量子化的，但比前二種能量要小得多，轉(zhuǎn)動能級的間隔只相當于波長是毫米

15、或厘米的要小得多，轉(zhuǎn)動能級的間隔只相當于波長是毫米或厘米的數(shù)量級。數(shù)量級。第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/620原子物理學9.2 9.2 分子光譜和分子能級分子光譜和分子能級三、分子的能量三、分子的能量第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/621原子物理學9.2 9.2 分子光譜和分子能級分子光譜和分子能級四、振動能級和轉(zhuǎn)動能級的特點四、振動能級和轉(zhuǎn)動能級的特點 一組振動能級的間隔一組振動能級的間隔隨能級的上升而減??；隨能級的上升而減小； 一組轉(zhuǎn)動能級的間隔一組轉(zhuǎn)動能級的間隔隨著能級的上升而增加。隨著能級的上升而增加。圖圖9.69.6是

16、分子光譜照片。是分子光譜照片。 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/622原子物理學9.2 9.2 分子光譜和分子能級分子光譜和分子能級四、振動能級和轉(zhuǎn)動能級的特點四、振動能級和轉(zhuǎn)動能級的特點 由此可知，上文所說分子的遠紅外光譜是只有轉(zhuǎn)動能由此可知，上文所說分子的遠紅外光譜是只有轉(zhuǎn)動能量改變所產(chǎn)生的光譜，所以又稱為純轉(zhuǎn)動光譜。分子的近量改變所產(chǎn)生的光譜，所以又稱為純轉(zhuǎn)動光譜。分子的近紅外光譜是既有振動又有轉(zhuǎn)動能量的改變所產(chǎn)生的光譜。紅外光譜是既有振動又有轉(zhuǎn)動能量的改變所產(chǎn)生的光譜。一對振動能級之間的躍遷所產(chǎn)生的光譜，由于有轉(zhuǎn)動能級一對振動能級之間的躍遷所產(chǎn)生的光譜，

17、由于有轉(zhuǎn)動能級的躍遷，是一個光譜帶，這就是一組很密集的光譜線。分的躍遷，是一個光譜帶，這就是一組很密集的光譜線。分子的電子能級如果有改變，所發(fā)的光譜一般落在可見或紫子的電子能級如果有改變，所發(fā)的光譜一般落在可見或紫外區(qū)域，而每一個電子能級上還有振動能級，因此一對電外區(qū)域，而每一個電子能級上還有振動能級，因此一對電子能級之間的躍遷就包含不同振動能級的躍遷，因而會產(chǎn)子能級之間的躍遷就包含不同振動能級的躍遷，因而會產(chǎn)生很多光譜帶，形成一個光譜帶系。生很多光譜帶，形成一個光譜帶系。帶狀是分子光譜的特帶狀是分子光譜的特點點。從外形說，這類光譜稱作帶狀光譜。圖。從外形說，這類光譜稱作帶狀光譜。圖9.69.

18、6是分子光譜是分子光譜照片。照片。 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/623原子物理學9.3 9.3 雙原子分子的電子態(tài)雙原子分子的電子態(tài) 在分子中，每個原子內(nèi)部構(gòu)成完整殼層的電子仍分屬在分子中，每個原子內(nèi)部構(gòu)成完整殼層的電子仍分屬于各原子，外層電子卻在聯(lián)合的電場中運動。分子的電子于各原子，外層電子卻在聯(lián)合的電場中運動。分子的電子態(tài)決定于這些外層電子。態(tài)決定于這些外層電子。第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/624原子物理學9.3 9.3 雙原子分子的電子態(tài)雙原子分子的電子態(tài) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/

19、8/625原子物理學9.3 9.3 雙原子分子的電子態(tài)雙原子分子的電子態(tài) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/626原子物理學9.3 9.3 雙原子分子的電子態(tài)雙原子分子的電子態(tài) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/627原子物理學9.3 9.3 雙原子分子的電子態(tài)雙原子分子的電子態(tài)二、電子自旋二、電子自旋第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/628原子物理學9.3 9.3 雙原子分子的電子態(tài)雙原子分子的電子態(tài)二、電子自旋二、電子自旋第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/629原子物理學

20、9.3 9.3 雙原子分子的電子態(tài)雙原子分子的電子態(tài)三、分子總角動量，多重態(tài)三、分子總角動量，多重態(tài)第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/630原子物理學9.3 9.3 雙原子分子的電子態(tài)雙原子分子的電子態(tài)三、分子總角動量，多重態(tài)三、分子總角動量，多重態(tài)第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/631原子物理學9.3 9.3 雙原子分子的電子態(tài)雙原子分子的電子態(tài)三、分子總角動量，多重態(tài)三、分子總角動量，多重態(tài)第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/632原子物理學9.3 9.3 雙原子分子的電子態(tài)雙原子分子的電子態(tài)三、分子

21、總角動量，多重態(tài)三、分子總角動量，多重態(tài)3 3、多重態(tài)、多重態(tài)第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/633原子物理學9.3 9.3 雙原子分子的電子態(tài)雙原子分子的電子態(tài)三、分子總角動量，多重態(tài)三、分子總角動量，多重態(tài)3 3、多重態(tài)、多重態(tài)第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/634原子物理學第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/635原子物理學第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/636原子物理學9.4 9.4 雙原子分子的振動光譜雙原子分子的振動光譜 現(xiàn)在討論雙原子分子現(xiàn)在討論雙原子分子的

22、振動。以前談到雙原子的振動。以前談到雙原子分子的勢能和圖分子的勢能和圖9.79.7所示。所示。如果這是分子基態(tài)的勢能如果這是分子基態(tài)的勢能曲線，我們可以把最低勢曲線，我們可以把最低勢能也就是平衡距離的勢能能也就是平衡距離的勢能定為零，如圖所示。定為零，如圖所示。 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/637原子物理學9.4 9.4 雙原子分子的振動光譜雙原子分子的振動光譜 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/638原子物理學9.4 9.4 雙原子分子的振動光譜雙原子分子的振動光譜 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/

23、8/639原子物理學9.4 9.4 雙原子分子的振動光譜雙原子分子的振動光譜 按按(2)(2)式，振動能級是等間距的，如圖式，振動能級是等間距的，如圖9.89.8所示。（所示。（3 3）式代表的的）式代表的的實際能級不是等距離的，如圖實際能級不是等距離的，如圖9.99.9所示。注意，按照量子力學，最低的所示。注意，按照量子力學，最低的振動能級（振動能級（v=0)v=0)的能量不等于零。也就是說，振子不會停止振動。的能量不等于零。也就是說，振子不會停止振動。 現(xiàn)在考慮兩種振動光譜：（現(xiàn)在考慮兩種振動光譜：（1 1）純振動光譜，（）純振動光譜，（2 2）有電子躍遷的）有電子躍遷的胯動光譜。胯動光譜

24、。第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/640原子物理學9.4 9.4 雙原子分子的振動光譜雙原子分子的振動光譜一、純振動光譜一、純振動光譜第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/641原子物理學9.4 9.4 雙原子分子的振動光譜雙原子分子的振動光譜一、純振動光譜一、純振動光譜 COCO在紅外部分有在紅外部分有=4.67=4.67微米、微米、2.352.35微米、微米、1.581.58微米等微米等光譜帶，這三個數(shù)值的倒數(shù)的比值近似地是光譜帶，這三個數(shù)值的倒數(shù)的比值近似地是123123。HClHCl在紅外部分有一個在紅外部分有一個=3.46=3

25、.46微米的帶，這些都是振動譜帶。微米的帶，這些都是振動譜帶。 這些是光譜帶，不是一條線。相當于一對振動能級之這些是光譜帶，不是一條線。相當于一對振動能級之間的躍遷，還有許多可能的轉(zhuǎn)動能級的躍遷，因而出現(xiàn)了間的躍遷，還有許多可能的轉(zhuǎn)動能級的躍遷，因而出現(xiàn)了一組線，形成一個帶?，F(xiàn)在從振動能級躍遷得到的波長只一組線，形成一個帶?，F(xiàn)在從振動能級躍遷得到的波長只代表譜帶基線的位置。代表譜帶基線的位置。 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/642原子物理學9.4 9.4 雙原子分子的振動光譜雙原子分子的振動光譜二、有電子躍遷的振動光譜二、有電子躍遷的振動光譜如果有電子態(tài)的躍遷

26、，那是如果有電子態(tài)的躍遷，那是涉及兩個不同勢能曲線的問涉及兩個不同勢能曲線的問題。兩個態(tài)的力常數(shù)題。兩個態(tài)的力常數(shù)k k是不是不相同的，因而它們的相同的，因而它們的a a也不同，也不同，b b也不同。設(shè)有二電子能級如也不同。設(shè)有二電子能級如圖圖9.109.10所示，所示， 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/643原子物理學9.4 9.4 雙原子分子的振動光譜雙原子分子的振動光譜二、有電子躍遷的振動光譜二、有電子躍遷的振動光譜由圖得由圖得 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/644原子物理學9.4 9.4 雙原子分子的振動光譜雙原子分子的

27、振動光譜二、有電子躍遷的振動光譜二、有電子躍遷的振動光譜 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/645原子物理學9.4 9.4 雙原子分子的振動光譜雙原子分子的振動光譜二、有電子躍遷的振動光譜二、有電子躍遷的振動光譜 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/646原子物理學第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/647原子物理學第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/648原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動

28、能量一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動能量 遠紅外光譜和微波譜遠紅外光譜和微波譜 分子有轉(zhuǎn)動。雙原子分子的轉(zhuǎn)動軸是通過質(zhì)心而垂直于連接二原分子有轉(zhuǎn)動。雙原子分子的轉(zhuǎn)動軸是通過質(zhì)心而垂直于連接二原子核的直線的。按照經(jīng)典力學，轉(zhuǎn)動的動能是子核的直線的。按照經(jīng)典力學，轉(zhuǎn)動的動能是第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/649原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動能量一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動能量 遠紅外光譜和微波譜遠紅外光譜和微波譜 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/650原子物

29、理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動能量一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動能量 遠紅外光譜和微波譜遠紅外光譜和微波譜 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/651原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動能量一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動能量 遠紅外光譜和微波譜遠紅外光譜和微波譜 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/652原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光

30、譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動能量一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動能量 遠紅外光譜和微波譜遠紅外光譜和微波譜 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/653原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動能量一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動能量 遠紅外光譜和微波譜遠紅外光譜和微波譜 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/654原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動能量一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動

31、能量 遠紅外光譜和微波譜遠紅外光譜和微波譜 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/655原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動能量一、雙原子分子的轉(zhuǎn)動能量 遠紅外光譜和微波譜遠紅外光譜和微波譜 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/656原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定二、振動轉(zhuǎn)動譜帶的結(jié)構(gòu)二、振動轉(zhuǎn)動譜帶的結(jié)構(gòu) 有振動能量和轉(zhuǎn)動能量同時有振動能量和轉(zhuǎn)動能量同時改變而產(chǎn)生的光譜稱為振

32、動轉(zhuǎn)動改變而產(chǎn)生的光譜稱為振動轉(zhuǎn)動光譜，在近紅外區(qū)域，也是用吸光譜，在近紅外區(qū)域，也是用吸收的方法觀察的。上文提到振動收的方法觀察的。上文提到振動能級的間隔比轉(zhuǎn)動能級大得多。能級的間隔比轉(zhuǎn)動能級大得多。圖圖9.159.15顯示兩個振動能級之間同顯示兩個振動能級之間同時有轉(zhuǎn)動變更的躍遷。時有轉(zhuǎn)動變更的躍遷。 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/657原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定二、振動轉(zhuǎn)動譜帶的結(jié)構(gòu)二、振動轉(zhuǎn)動譜帶的結(jié)構(gòu) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/658

33、原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定二、振動轉(zhuǎn)動譜帶的結(jié)構(gòu)二、振動轉(zhuǎn)動譜帶的結(jié)構(gòu) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/659原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定二、振動轉(zhuǎn)動譜帶的結(jié)構(gòu)二、振動轉(zhuǎn)動譜帶的結(jié)構(gòu) 從圖從圖9.39.3和和9.49.4可以看到分子勢能隨可以看到分子勢能隨r r的變化對平衡距離的變化對平衡距離是不對稱的，所以振動能級越高，平均核距要稍增大，因是不對稱的，所以振動能級越高，平均核距要稍增大，因而而B B要略減

34、小，但相差不遠，所以在（要略減小，但相差不遠，所以在（7 7）式中把它作為同）式中把它作為同一數(shù)值歸并了。在這樣近似的考慮下，譜帶的一數(shù)值歸并了。在這樣近似的考慮下，譜帶的R R支和支和P P支各支各線的間隔是相等的（實際稍有差別），都相隔線的間隔是相等的（實際稍有差別），都相隔2B2B。圖。圖9.159.15同公式（同公式（8 8）和（）和（9 9）可以對照。是譜帶中一個空位，相當）可以對照。是譜帶中一個空位，相當于只有振動躍遷時的波數(shù)，這就是上節(jié)所說譜帶的基線。于只有振動躍遷時的波數(shù)，這就是上節(jié)所說譜帶的基線。實際上這里沒有線，卻是一個空缺，很容易認出。實際上這里沒有線，卻是一個空缺，很容

35、易認出。 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/660原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定二、振動轉(zhuǎn)動譜帶的結(jié)構(gòu)二、振動轉(zhuǎn)動譜帶的結(jié)構(gòu) 例子，例子，HClHCl有一個紅外吸收帶。（有一個紅外吸收帶。（P271-271P271-271） 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/661原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu) 如果電子能量、振動能量和轉(zhuǎn)動能量都有變動，那就

36、形如果電子能量、振動能量和轉(zhuǎn)動能量都有變動，那就形成所謂電子振動轉(zhuǎn)動譜帶。這類譜帶在可見和紫外區(qū)域。成所謂電子振動轉(zhuǎn)動譜帶。這類譜帶在可見和紫外區(qū)域。這樣一個譜帶中各線的波數(shù)應(yīng)該是這樣一個譜帶中各線的波數(shù)應(yīng)該是 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/662原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/663原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子

37、常數(shù)的測定三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/664原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/665原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/666原子物理學9.5 9.5 雙原

38、子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu) 為了分析譜帶的結(jié)構(gòu)，為了分析譜帶的結(jié)構(gòu)，可以把作橫坐標，（可以把作橫坐標，（14)14)和和（1515）式中的）式中的|m|m|作縱坐標作縱坐標作圖，就會得到代表作圖，就會得到代表P P、Q Q、R R三支的三條曲線，這些都三支的三條曲線，這些都是拋物線。如圖是拋物線。如圖9.189.18所示。所示。 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/667原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測

39、定三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/668原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/669原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu) 分子的電子態(tài)的躍遷所產(chǎn)生的光譜落在可見和紫外區(qū)。一對電子態(tài)之分子的電子態(tài)的躍遷所產(chǎn)生的光譜落在可見和紫外區(qū)。

40、一對電子態(tài)之間的躍遷包含著很多對振動能級之間的可能躍遷，因此產(chǎn)生的光譜是許多間的躍遷包含著很多對振動能級之間的可能躍遷，因此產(chǎn)生的光譜是許多光譜帶組成的譜帶系。每一譜帶相當于一對振動能級之間的躍遷，它內(nèi)部光譜帶組成的譜帶系。每一譜帶相當于一對振動能級之間的躍遷，它內(nèi)部的譜線結(jié)構(gòu)是由于轉(zhuǎn)動能級的躍遷。從一種分子，有時可以觀察到相當于的譜線結(jié)構(gòu)是由于轉(zhuǎn)動能級的躍遷。從一種分子，有時可以觀察到相當于不同電子態(tài)躍遷的幾個譜帶系。如果分子的電子態(tài)不變，只是振動能級之不同電子態(tài)躍遷的幾個譜帶系。如果分子的電子態(tài)不變，只是振動能級之間有躍遷，那么產(chǎn)生的光譜落在近紅外區(qū)。每一譜帶仍相當于一對振動能間有躍遷，那

41、么產(chǎn)生的光譜落在近紅外區(qū)。每一譜帶仍相當于一對振動能級之間的躍遷，它內(nèi)部的譜線結(jié)構(gòu)是由于轉(zhuǎn)動能級之間的躍遷。從一種分級之間的躍遷，它內(nèi)部的譜線結(jié)構(gòu)是由于轉(zhuǎn)動能級之間的躍遷。從一種分子可以觀察到相當于不同振動能級躍遷的譜帶。如果分子的電子態(tài)和振動子可以觀察到相當于不同振動能級躍遷的譜帶。如果分子的電子態(tài)和振動態(tài)都不變，只是轉(zhuǎn)動能級間有躍遷，那就產(chǎn)生遠紅外譜，譜線也可以說構(gòu)態(tài)都不變，只是轉(zhuǎn)動能級間有躍遷，那就產(chǎn)生遠紅外譜，譜線也可以說構(gòu)成譜帶。成譜帶。 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/670原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分子

42、光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu) 表表9.19.1中開列的是通過分子光譜的研究而測定的一些雙原中開列的是通過分子光譜的研究而測定的一些雙原子分子基態(tài)的數(shù)據(jù)。最右一列的離解能等于子分子基態(tài)的數(shù)據(jù)。最右一列的離解能等于9.19.1節(jié)所說的結(jié)合節(jié)所說的結(jié)合能。當原子結(jié)合成分子時，能量放出，反過來要分子離解成能。當原子結(jié)合成分子時，能量放出，反過來要分子離解成原子，它就需要吸收同量的能量。原子，它就需要吸收同量的能量。第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/671原子物理學9.5 9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定雙原子分

43、子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)和分子常數(shù)的測定三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)三、電子譜帶的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/672原子物理學 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/673原子物理學 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/674原子物理學9.6 9.6 組合散射組合散射( (拉曼效應(yīng)拉曼效應(yīng)) )第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/675原子物理學9.6 9.6 組合散射組合散射( (拉曼效應(yīng)拉曼效應(yīng)) )第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/676原子物理

44、學9.6 9.6 組合散射組合散射( (拉曼效應(yīng)拉曼效應(yīng)) ) 圖圖9.199.19顯示汞的一部分光譜，并列著的是這部分光譜經(jīng)顯示汞的一部分光譜，并列著的是這部分光譜經(jīng)氯化氫氣體散射后攝得的。我們注意到在散射后的光譜中，氯化氫氣體散射后攝得的。我們注意到在散射后的光譜中，除原有譜線外，出現(xiàn)了新的譜線。除原有譜線外，出現(xiàn)了新的譜線。 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/677原子物理學9.6 9.6 組合散射組合散射( (拉曼效應(yīng)拉曼效應(yīng)) ) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/678原子物理學9.6 9.6 組合散射組合散射( (拉曼效

45、應(yīng)拉曼效應(yīng)) ) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/679原子物理學9.6 9.6 組合散射組合散射( (拉曼效應(yīng)拉曼效應(yīng)) ) 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/680原子物理學9.7 9.7 多原子分子簡述多原子分子簡述 多原子分子指三個或三個以上原子構(gòu)成的分子。它們多原子分子指三個或三個以上原子構(gòu)成的分子。它們的電子態(tài)以及振動和轉(zhuǎn)動的情況比雙原子分子復(fù)雜得多，的電子態(tài)以及振動和轉(zhuǎn)動的情況比雙原子分子復(fù)雜得多，一般很難把它們的光譜完全分析清楚。但從光譜的觀察仍一般很難把它們的光譜完全分析清楚。但從光譜的觀察仍可以了解分子部分的情況

46、。要全面研究多原子分子的結(jié)構(gòu)可以了解分子部分的情況。要全面研究多原子分子的結(jié)構(gòu)等問題需要其他方法的配合。對于那些結(jié)構(gòu)比較簡單和對等問題需要其他方法的配合。對于那些結(jié)構(gòu)比較簡單和對稱性較高的分子，也曾從光譜中得到很可靠的資料。稱性較高的分子，也曾從光譜中得到很可靠的資料。第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/681原子物理學9.7 9.7 多原子分子簡述多原子分子簡述一、多原子分子的電子態(tài)一、多原子分子的電子態(tài) 對多原子分子的電子態(tài)還不能如雙原子分子那樣加以對多原子分子的電子態(tài)還不能如雙原子分子那樣加以全面描述。從光譜的觀察可以了解到分子中幾類電子的情全面描述。從光譜的

47、觀察可以了解到分子中幾類電子的情況。況。1 1、鍵聯(lián)電子、鍵聯(lián)電子 它們對分子的結(jié)合起著作用，當它們被激發(fā)時，分子它們對分子的結(jié)合起著作用，當它們被激發(fā)時，分子的結(jié)合就減弱以致會離解。所以由這類電子的激發(fā)而出現(xiàn)的結(jié)合就減弱以致會離解。所以由這類電子的激發(fā)而出現(xiàn)的吸收譜是連續(xù)的，這類光譜一般在近紫外區(qū)。的吸收譜是連續(xù)的，這類光譜一般在近紫外區(qū)。第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/682原子物理學9.7 9.7 多原子分子簡述多原子分子簡述一、多原子分子的電子態(tài)一、多原子分子的電子態(tài)2 2、非鍵聯(lián)電子、非鍵聯(lián)電子 它們的激發(fā)不影響分子的結(jié)合，所以它們的激發(fā)能級它們的激發(fā)

48、不影響分子的結(jié)合，所以它們的激發(fā)能級一直保持不連續(xù)直到電離。這類電子的激發(fā)會產(chǎn)生一系列一直保持不連續(xù)直到電離。這類電子的激發(fā)會產(chǎn)生一系列的譜帶系。這類譜帶系出現(xiàn)在紫外區(qū)直到波長很短的范圍。的譜帶系。這類譜帶系出現(xiàn)在紫外區(qū)直到波長很短的范圍。 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/683原子物理學9.7 9.7 多原子分子簡述多原子分子簡述一、多原子分子的電子態(tài)一、多原子分子的電子態(tài)3 3、屬于分子的局部結(jié)構(gòu)的電子、屬于分子的局部結(jié)構(gòu)的電子 它們的光譜反映分子的局部情況，與分子整體關(guān)系不它們的光譜反映分子的局部情況，與分子整體關(guān)系不大，這類吸收譜往往在可見區(qū)，顯出分子的

49、顏色特點。所大，這類吸收譜往往在可見區(qū)，顯出分子的顏色特點。所以這類電子所在的局部結(jié)構(gòu)稱為分子的生色基。多原子分以這類電子所在的局部結(jié)構(gòu)稱為分子的生色基。多原子分子的電子光譜雖復(fù)雜，仍可從那里取得關(guān)于分子內(nèi)部情況子的電子光譜雖復(fù)雜，仍可從那里取得關(guān)于分子內(nèi)部情況的資料。的資料。第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/684原子物理學9.7 9.7 多原子分子簡述多原子分子簡述二、多原子分子的振動二、多原子分子的振動1 1、多原子分子的自由度、多原子分子的自由度 多原子分子的內(nèi)部振動是一個質(zhì)點組的振動問題。每多原子分子的內(nèi)部振動是一個質(zhì)點組的振動問題。每一個原子如果看作一

50、個質(zhì)點，則它在空間的位置需要三個一個原子如果看作一個質(zhì)點，則它在空間的位置需要三個數(shù)來確定，我們說它有三個自由度。一個分子若有數(shù)來確定，我們說它有三個自由度。一個分子若有n n個原個原子，就共有子，就共有3n3n個自由度。但這些原子已經(jīng)結(jié)成一個整體的個自由度。但這些原子已經(jīng)結(jié)成一個整體的分子，每個原子不再有三個獨立的自由度，關(guān)于自由度必分子，每個原子不再有三個獨立的自由度，關(guān)于自由度必須從分子整體來考慮。須從分子整體來考慮。 第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)與分子光譜分子結(jié)構(gòu)與分子光譜2021/8/685原子物理學9.7 9.7 多原子分子簡述多原子分子簡述二、多原子分子的振動二、多原子分子的振動1 1、多原子分子的自由度、多原子分子的自由度分子作為整體有三個平移自由度三個