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南京南達(dá)
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[交流]
分子吸收光譜的產(chǎn)生及類型
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一．分子吸收光譜的產(chǎn)生 在分子中存在著電子的運(yùn)動(dòng)，以及組成分子的各原子間的振動(dòng)和分子作為整體的轉(zhuǎn)動(dòng)。分子的總能量可以認(rèn)為等于這三種運(yùn)動(dòng)能量之和。 即： E分子= E電子+ E振動(dòng)+ E轉(zhuǎn)動(dòng) 分子中的這三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都對(duì)應(yīng)有一定的能級(jí)。即在分子中存在著電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)。這三種能級(jí)都是量子化的。其中電子能級(jí)的間距最大（每個(gè)能級(jí)間的能量差叫間距或能級(jí)差），振動(dòng)能級(jí)次之，轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的間距最小。 如果用△ E電子，△ E振動(dòng)以及△E轉(zhuǎn)動(dòng)表示各能級(jí)差，則： △ E­電子＞△ E­振動(dòng)＞△E­轉(zhuǎn)動(dòng) 在每一個(gè)電子能級(jí)上有許多間距較小的振動(dòng)能級(jí)，在每一個(gè)振動(dòng)能級(jí)上又有許多間距更小的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)。由于這個(gè)原因，處在同一電子能級(jí)的分子，可能因振動(dòng)能量不同而處于不同的能級(jí)上。同理，處于同一電子能級(jí)和同一振動(dòng)能級(jí)上的分子，由于轉(zhuǎn)動(dòng)能量不同而處于不同的能級(jí)上。 當(dāng)用光照射分子時(shí)，分子就要選擇性的吸收某些波長(zhǎng)（頻率）的光而由較低的能級(jí)E躍遷到較高能級(jí)E‘上，所吸收的光的能量就等于兩能級(jí)的能量之差： △E= E‘－E 其光的頻率為：γ=△E/h 或光的波長(zhǎng)為：λ=hc/△E 由于分子選擇性的吸收了某些波長(zhǎng)的光，所以這些光的能量就會(huì)降低，將這些波長(zhǎng)的光及其所吸收的能量按一定順序排列起來(lái)，就得到了分子的 吸收光譜。 二、分子吸收光譜類型 遠(yuǎn)紅外光譜、紅外光譜及紫外-可見光譜三類。 分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷，需吸收波長(zhǎng)為遠(yuǎn)紅外光，因此，形成的光譜稱為轉(zhuǎn)動(dòng)光譜或遠(yuǎn)紅外光譜。 分子的振動(dòng)能級(jí)差一般需吸收紅外光才能產(chǎn)生躍遷。在分子振動(dòng)時(shí)同時(shí)有分子的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。這樣，分子振動(dòng)產(chǎn)生的吸收光譜中，包括轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，故常稱為振-轉(zhuǎn)光譜。由于它吸收的能量處于紅外光區(qū)，故又稱紅外光譜。 電子的躍遷吸收光的波長(zhǎng)主要在真空紫外到可見光區(qū)，對(duì)應(yīng)形成的光譜，稱為電子光譜或紫外-可見吸收光譜。 |
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