分子結構與分子光譜

1、分子結構與分子光譜第1頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一原子 ，再加一個電子殼層閉合放能兩過程共需能量 可發(fā)生電子轉移形成， 兩者相互吸引 很小，原子核互相排斥 離子鍵：分子由正負離子組成，有電偶極矩有極分子第2頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一(2)共價鍵兩相同原子組成的分子，如等以及大多數有機化合物的分子一部分價電子是兩個原子所共有形成共價鍵以為例,電子在一個核場中的庫侖勢為 中電子在兩質子的聯(lián)線上的庫能勢，它對過聯(lián)線中點且與聯(lián)線垂直的平面.是對稱的，電子波函數也應有對稱性，即要求第3頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一即對是

2、對稱或反對稱的在中點處為零，可不為零（圖）。描述的電子才有較大的概率出現(xiàn)在兩核中間，把兩個核吸引在一起形成束縛態(tài)?？匆粋€氫原子和一個質子怎樣形成和相距時 無作用 和接近時若為在二之間 吸引 很小時 進入H的電子云內排斥 再看氫分子第4頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一兩電子的空間波函數必須是對稱的才能出現(xiàn)在兩質子中間吸引兩質子形成束縛態(tài)氫分子，這時自旋波函數應反對稱，兩電子的自旋方向必相反。若兩電子自旋態(tài)相同，則自旋波函數對稱，空間波函數反對稱，不能形成 共價鍵兩個核共同擁有一對自旋反平行的電子對原子，三態(tài)（S=1）的能量低為什么對分子則相反？：一個核，只考慮兩電子的排斥

3、作用，時兩電子靠近的概率小，排斥作用弱，所以能量低：希望兩個電子都在兩個核中間，這時它們對核的吸引作用占優(yōu)勢，所以要求自旋反平行。第5頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一原子最外層的電子凡未按自旋相反配成對的都可和其它原子類似的電子組成共價鍵，例如原子電子是單獨的可與另一原子的電子構成共價鍵形成原子，有兩個未成對的電子，可形成也可形成雙鍵的9.2 分子的光譜和能級分子光譜的特點：帶光譜、譜帶組，光譜的特點反映了分子的三種運動(1)電子運動分子大小為電子在大小為的范圍內運動，由不確定關系第6頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一 可算出幾個與原子中電子的束縛

4、能相近,躍遷時發(fā)出 可見光、紫外光(2)分子轉動雙原子分子的轉動慣量為(設A、B相同)轉動能 第7頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一較低的轉動能級光譜波長：量級，遠紅外區(qū)(3)分子振動振動能 光譜波長是 量級，近紅外區(qū)第8頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一9.3 雙原子分子的轉動光譜可繞通過質心且垂直于對稱軸的軸線轉動,看作剛體，轉動慣量為按經典力學，轉動能為第9頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一平動 按量子力學 特點：能級間隔為2, 4, 6, 8，純轉動躍遷（電子和振動態(tài)都不變）選擇定則： 代表發(fā)射；代表吸收第10頁，共20

5、頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一譜線波數的間隔是等距的為由間隔和理論比較說明：1)分子不是剛體，轉得快時 要變大能量比公式給出的小，應加修正項2)只有有極分子才有純轉動光譜第11頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一9.4 雙原子分子的振動光譜勢能曲線在平衡位置附近可看作簡諧振子勢按普郎克理論振動能量是量子化的量子力學得出時， ， 零點能實際上，雙原子分子勢不是拋物線，振動能的表達式為第12頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一大時能級不等距 選擇定則為 1.純振動躍遷（有極分子）低能級躍遷，近似有 了解分子鍵和結構第13頁，共20頁，2022

6、年，5月20日，10點5分，星期一2.振轉光譜和同時改變產生的光譜，近紅外和相應的不同，因而和不同， 但相差不遠，可認為相等第14頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一選擇定則： 譜線在左右分為兩支，間隔為4B，因，譜線不存在，其它相鄰譜線的距離為2B9.5 電子振轉光譜電子能量、振動能量、轉動能量都有變化，形成譜帶 第15頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一很大，在可見和紫外光區(qū)域， 和 屬于不同的電子能級可相差很大的選擇定則 除外 第16頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一這時光子帶走的角動量可由電子軌道角動量的變化來補償，因而 是

7、容許的，由 不同，譜線分為三支支： 支 支 或第17頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一隨 變化的規(guī)律是拋物線，設 對和支： 對 支： 先 后 9.6 拉曼散射拉曼(C.V.Raman)1928年發(fā)現(xiàn)光的組合散射，1930年獲諾貝爾物理獎實驗單色光 射入透明介質，測散射光的頻率和強度，發(fā)現(xiàn)除 外有： 稱偏紅伴線，Stokes線稱偏紫伴線，反Stokes線第18頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一和 無關，只和散射物質有關，與散射物質的一些紅外光的頻率相同，例如，汞光 射入Hcl， 散射光中偏紅伴線 Hcl的紅外振動譜線有2885.9室溫下 強， 弱， 第19頁，共20頁，2022年，5月20日，10點5分，星期一解釋 使分子從基態(tài) 激發(fā)至虛能