振动光谱

[拼音]：zhendong guangpu

[外文]：vibrational spectra

同一电子态的不同振动能级间跃迁所产生的光谱。

分子的振动能量是量子化的。如果一个分子由N 个原子组成，对非线形分子应有3N-6(线形分子为3N-5)个独立的振动方式。例如，二氧化碳是线形三原子分子，它具有三种不同的振动方式(其中第二种是二重简并)，如图所示。

每一种振动方式的量子化都可以用一个有关的量子数来表示，若振动的频率分别为v₁、v₂、…，则相应的振动量子数分别为v₁、v₂、…，分子的振动态一般是按量子数的次序 (v₁、v₂、…)来表征的。如果把这些振动近似地看成是简谐的，则允许的能量值可以用下式表示：

式中h为普朗克常数；c为光速；v₁、v₂、…可取 0、1、2、…等一系列整数。最低振动态 (v₁＝0、v₂＝0、…)的能量不等于零，而是有一确定值，这个能量称为零点能。线性谐振子振动量子数v的选择定则是：Δv＝±1。

辐射的发射是由于振子从较高态(v′)跃迁到较低态(v″)而发生的，发射的波数由下式给定：

例如二氧化碳分子从 (001) 态跃迁到(100)态时可辐射10.6微米的光，从(001)跃迁到(020)态时则辐射 9.6微米的光。由于在振动光谱中通常带有转动能级间的变化，则得到振转光谱。