雙原子分子純轉動光譜,通常是指分子最低電子態和振動態內的轉動能級間電偶極躍遷產生的光譜,譜線的波長範圍一般在微波或遠紅外區。不等電荷核的雙原子分子具有固有電偶極矩,能產生紅外光譜;等電荷核雙原子分子(例如HD分子)和同核雙原子分子(例如氮分子N2、 氧分子O2等)沒有固有電偶極矩,不能產生紅外光譜。任何雙原子分子都能產生喇曼光譜(見喇曼效應)。
物理介紹
按照分子的非剛性轉子模型,可把繞通過分子質心並垂直於分子軸(兩原子核間的聯線)的軸轉動的雙原子分子視為一個兩質點系統,這兩個質點由一無質量的彈簧聯繫著。圖1表示剛性轉子,圖中和是核1和核2的質量,和是核1和核2與質心的間距,是平衡距離。當轉子轉動時,對於剛性轉子模型來說,保持不變;對於非剛性轉子模型來說,會略微變大。因為分子的轉動能量是量子化的,其分立的轉動能級的能量值為
表示公式
雙原子分子純轉動光譜雙原子分子純轉動光譜通過雙原子分子純轉動光譜的研究,可確定分子轉動常數、;同時由,可求得分子的原子核間距離。下頁的表列出從已知值的一些雙原子分子純轉動光譜獲得的在電子基態和振動基態中的分子轉動常數、和原子核間距的數值。
雙原子分子純轉動光譜