振转光谱

更新时间:2023-08-20 14:00

振转光谱是指同一电子态的不同振动-转动能级间的跃迁所产生的光谱。

基本定义

振转光谱由若干个谱带组成,一个给定谱带中的谱线都属于同一振动跃迁。在任何实际分子中,转动和振动是同时存在的。若忽略振动与转动的相互作用,则振子和转子的能量可以简单地相加。

详细简介

跃迁时的选择定则与振子和转子这两个系统各自的选择定则相同,即:

D D v J = ± = ± 1 1 ,

式中v 为线性谐振子振动量子数;J 为与转动态对应的转动量子数。只有在某种例外的情况下,分子的电子角动量不等于零时,才能得到△J=0 的跃迁。

考虑从v’到v’’的特定振动跃迁,所得的谱线的波数v 值可由下式表示:

v=v0+2B(J+1)

式中B 为分子的转动常数(见转动光谱);v0 为不考虑转动时的纯振动跃迁的波数。由于△J 的不同,这些光谱可分为两组等距离的线系。

△J=-1 时,相应的谱线系称为P 支,其波数vp=v0-2BJ,从v0 向长波端延伸。△J=1 时,相应的谱线系称为R 支,其波数vr=v0+2B-2BJ,从v0 向短波方向延伸。△J=0 时,相应的谱线系称为Q 支,当Q 支不存在时,v0 处没有谱线(零隙),称为谱带基线。实际上由于振动和转动间的相互作用,所观察到的R 支谱线系中的谱线逐渐收敛,P 支谱线系中的谱线则发散开来。

在异核双原子分子(例如氯化氢HCl)中,有强的振转光谱,而在同核的双原子分子中,不存在纯转动光谱,也不存在振转光谱。

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