一.分子吸收光谱的产生
(一)分子能级与电磁波谱
分子中包含有 原子和电子,分子、原子、电子都是运动着的物质,都具有能量,且都是量子化的。在一定的条件下,分子处于一定的运动状态,物质分子内部运动状态有三种形式:
①电子运动:电子绕原子核作相对运动;
②原子运动:分子中原子或原子团在其平衡位置上作相对振动;
③分子转动:整个分子绕其重心作旋转运动。
所以:分子的能量总和为
E分子= Ee +Ev+Ej +⋯(E0+E平) (3)
分子中各种不同运动状态都具有一定的能级。三种能级:电子能级E(基态 E1与激发态E2)
振动能级 V= 0,1,2,3 ⋯
转动能级J = 0,1,2,3 ⋯
当分子吸收一个具有一定能量的光量子时,就有较低的能级基态能级E1 跃迁到较高的能级及激发态能级 E2,被吸收光子的能量必须与分子跃迁前后的能量差∆E 恰好相等,否则不能被吸收。
图1 双原子分子的三种能级跃迁示意图:
对多数分子 对应光子波长 光 谱 |
∆E 约为1~20eV 1.25 ~ 0.06㎛ 紫外、可见区(电子) ∆E 约为0.5~1eV 25 ~ 1.25㎛ (中)红外区 (振动) ∆E约为10-4~0.05eV 1.25cm~25㎛(远)红外区(转动) |