振動(dòng)光譜
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振動(dòng)光譜（vibrational spectrum ）分子中同一電子能態(tài)中不同振動(dòng)能級(jí)之間躍遷產(chǎn)生的光譜?！ ?/p>
原理
分子的振動(dòng)能量是量子化的。如果一個(gè)分子由N 個(gè)原子組成，對(duì)非線形分子應(yīng)有3N-6(線形分子為3N-5)個(gè)獨(dú)立的振動(dòng)方式。例如,二氧化碳是線形三原子分子,它具有三種不同的振動(dòng)方式(其中第二種是二重簡(jiǎn)并)，如圖所示。
每一種振動(dòng)方式的量子化都可以用一個(gè)有關(guān)的量子數(shù)來(lái)表示，若振動(dòng)的頻率分別為v1、v2、…,則相應(yīng)的振動(dòng)量子數(shù)分別為v1、v2、…,分子的振動(dòng)態(tài)一般是按量子數(shù)的次序 (v1、v2、…)來(lái)表征的。如果把這些振動(dòng)近似地看成是簡(jiǎn)諧的，則允許的能量值可以用下式表示：
式中h為普朗克常數(shù)；c為光速；v1、v2、…可取 0、1、2、…等一系列整數(shù)。最低振動(dòng)態(tài) (v1＝0、v2＝0、…)的能量不等于零，而是有一確定值，這個(gè)能量稱為零點(diǎn)能。線性諧振子振動(dòng)量子數(shù)v的選擇定則是：Δv＝±1。
輻射的發(fā)射是由于振子從較高態(tài)(v′)躍遷到較低態(tài)(v″)而發(fā)生的，發(fā)射的波數(shù)由下式給定：
例如二氧化碳分子從 (001) 態(tài)躍遷到(100)態(tài)時(shí)可輻射10.6微米的光，從(001)躍遷到(020)態(tài)時(shí)則輻射 9.6微米的光。由于在振動(dòng)光譜中通常帶有轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的變化，則得到振轉(zhuǎn)光譜。
分子中振動(dòng)能級(jí)的間隔比轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間隔大100倍左右，一般為0.05～lev，對(duì)應(yīng)光子波長(zhǎng)約為1～25μm，這種光譜位于近紅外區(qū)和中紅外區(qū)，所以又稱為紅外光譜，簡(jiǎn)記為IR。
分子的振動(dòng)躍遷過(guò)程中會(huì)伴隨有轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的變化，因此整個(gè)分子的振動(dòng)光譜包含若干條譜帶，它實(shí)際上是振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，即定義為雙原子分子通常同時(shí)具有振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，振動(dòng)能態(tài)改變時(shí)總伴隨著轉(zhuǎn)動(dòng)能態(tài)的改變，產(chǎn)生的光譜，其波長(zhǎng)范圍一般位于紅外區(qū)。
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