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分子振动方式的研究

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:大体上可归纳为伸缩振动和弯曲振动两大类,两种运动形式的描述如图2-5和图2-6所示,具体阐述如下:伸缩振动:原子沿着键轴方向作使键长发生变化的往返运动。弯曲振动又分为面内弯曲振动及面外弯曲振动两种:面内弯曲振动是指弯曲振动在几个原子所构成的平面内进行,面外弯曲振动是指弯曲振动在几个原子所构成的平面上下进行。

分子振动方式的研究

最简单的例子是双原子分子,可用一个弹簧两端连着两个小球来模拟,如图2-4所示。m1m2分别代表两个小球的质量(原子质量),弹簧的长度r相当于分子化学键的长度。运用胡克定律,该体系的振动频率(以波数表示)可表示如下:

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式中 c——光速,2.998×108m/s;

k——弹簧的力常数,即连接原子的化学键的力常数;

μ——两原子的折合质量,μ=(m1+m2/m1m2

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图2-4 分子振动模拟分析

由此可见,影响v的有两原子的质量和力常数。由于物质结构不同,它们原子的质量和力常数就不同,所以不同的官能团,就有不同的v。(www.xing528.com)

分子振动的形式:双原子只有伸缩振动,而多原子有多种振动形式,但可以把它的振动分解为许多简单的基本振动[66,67]。大体上可归纳为伸缩振动和弯曲振动两大类,两种运动形式的描述如图2-5和图2-6所示,具体阐述如下:

(1)伸缩振动:原子沿着键轴方向作使键长发生变化的往返运动。

(2)弯曲振动:也称为变形振动,是指原子沿垂直于它的键轴方向的运动,它可能有键角的变化。弯曲振动又分为面内弯曲振动及面外弯曲振动两种:面内弯曲振动是指弯曲振动在几个原子所构成的平面内进行,面外弯曲振动是指弯曲振动在几个原子所构成的平面上下进行。

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图2-5 伸缩振动形式

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图2-6 变形振动形式

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