可以从经典力学与量子力学两种观点来说明分子的基频、倍频与合频的概念。按照经典力学,最简单的分子由两个质量分别为m1和m2的原子组成,可模拟为由弹簧连在一起的两个小球组成的弹簧振子。由虎克定律知道,这种系统的振动属简谐振动,它的振动频率为:
(2—1)
式中K为力常数,其值决定于组成分子的两个原子间键能量的大小,μ为双原子分子的折合质量。如果组成分子的两个原子的质量分别为m1和m2,则
若K以毫达因/nm为单位(1达因=10-9牛),μ取原子量单位,则双原子分子机械振动相应的波数频率为:
(2—2)
若分子是极性分子,则分子在机械振动的同时产生电磁场的振动,其波数频率与机械振动的波数频率相同。若用表示分子电振动波数频率
(2—3)
分子的这种振动频率就称为振动的基频,分子也可以按基频的整数倍2σ、3σ……频率发生振动,这种频率称为分子振动的一、二……级倍频。若分子中存在几种频率的振动,则在一定条件下两种频率的振动可以发生耦合,形成频率相当于两种频率之和的所谓合频振动。
当力常数以及原子的质量为某一给定数值时,根据式(2—1)计算得到的振动光谱理应是一根狭窄的谱线,而实际上却是具有一定宽度的吸收带,此外在接近振动频率的整数倍处,或在两个振动频率之和的波数处,都可以找到强度虽然很弱但却是肯定存在的所谓倍频、合频等吸收带,这些现象都难以用经典力学为基础所推导出的振动方程式来解释的。
顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
------分隔线----------------------------

