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分子吸收光谱的产生及类型
点击次数:3206 发布时间:2014-08-04

一.分子吸收光谱的产生

在分子中存在着电子的运动,以及组成分子的各原子间的振动和分子作为整体的转动。分子的总能量可以认为等于这三种运动能量之和。

即: E分子= E电子+ E振动+ E转动  

 

分子中的这三种运动状态都对应有一定的能级。即在分子中存在着电子能级、振动能级和转动能级。这三种能级都是量子化的。其中电子能级的间距zui大(每个能级间的能量差叫间距或能级差),振动能级次之,转动能级的间距zui小。

 

如果用△ E电子,△ E振动以及△E转动表示各能级差,则:

E­电子>△ E­振动>△E­转动

 

在每一个电子能级上有许多间距较小的振动能级,在每一个振动能级上又有许多间距更小的转动能级。由于这个原因,处在同一电子能级的分子,可能因振动能量不同而处于不同的能级上。同理,处于同一电子能级和同一振动能级上的分子,由于转动能量不同而处于不同的能级上。

 

当用光照射分子时,分子就要选择性的吸收某些波长(频率)的光而由较低的能级E跃迁到较高能级E上,所吸收的光的能量就等于两能级的能量之差:

E= EE

其光的频率为:γ=E/h

或光的波长为:λ=hc/E

 

由于分子选择性的吸收了某些波长的光,所以这些光的能量就会降低,将这些波长的光及其所吸收的能量按一定顺序排列起来,就得到了分子的 吸收光谱。

 

二、分子吸收光谱类型

远红外光谱、红外光谱及紫外-可见光谱三类。

分子的转动能级跃迁,需吸收波长为远红外光,因此,形成的光谱称为转动光谱或远红外光谱。

 

分子的振动能级差一般需吸收红外光才能产生跃迁。在分子振动时同时有分子的转动运动。这样,分子振动产生的吸收光谱中,包括转动光谱,故常称为振-转光谱。由于它吸收的能量处于红外光区,故又称红外光谱。

电子的跃迁吸收光的波长主要在真空紫外到可见光区,对应形成的光谱,称为电子光谱或紫外-可见吸收光谱

 

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