分子的振动

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  • 所属分类:基础化学类

分子的基本振动形式

实验原理

分子的基本振动形式

实验步骤

       振动形式包括:伸缩振动和弯曲振动(变形振动)。

       伸缩振动又分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动,弯曲振动又分为面内弯曲振动、面外弯曲振动和变形振动。

伸缩振动
       化学键两端的原子沿键轴方向进行周期性变化的运动,用V表示。伸缩振动又分为对称伸缩振动(symmetrical stretching vibration)(blob.png)和不对称伸缩振动(asymmetrical stretching vibration)(blob.png)。亚甲基的对称伸缩振动(blob.png)是亚甲基上的两个碳氢键同时伸长或缩短;亚甲基的不对称伸缩振动(blob.png ) 是亚甲基上的两个碳氢键同时交替伸长与缩短。

弯曲振动

       键角发生规律性变化的振动,又称为变形振动(deformation vibration)。

       具体可描述为:

       (1)面内弯曲振动(in-plane bending vibration):在几个原子构成的平面内进行的弯曲振动,用β表示。面内弯曲振动可分为剪式振动(scissoring vibration)和面内摇摆振动(rocking vibration)。①剪式振动是振动过程中键角发生规律性地变化,似剪刀的开与闭,用blob.png表示。亚甲基的剪式振动表现为两个碳氢键间夹角的规律性变化;②面内摇摆振动是在几个原子构成的平面内,基团作为一个整体进行摇摆,用blob.png表示。亚甲基的面内摇摆振动表现为两个碳氢键的同方向同角度的摆动。

       (2)面外弯曲振动(out-of-plane bending vibration):在垂直于几个原子构成的平面方向上进行的弯曲振动,用blob.png

表示。面外弯曲振动又可分为面外摇摆振动(out-of-plane waggingvibration)和蜷曲振动(twisting vibralion)。①面外摇摆振动是分子或基团的端基原子同时在垂直于几个原子构成的平面内同方向振动,用ω表示。如亚甲基的两个氢原子同时做同向垂直于平面方向上的运动;②蜷曲振动是分子或基团的端基原子同时在垂直于几个原子构成的平面内反方向振动,用blob.png表示。如亚甲基两个氢原子同时做反向垂直于平面方向上的运动。

       (3)变形振动:多个化学键端的原子相对于分子的其余部分的弯曲振动,用blob.png表示。

       变形振动可分为对称变形振动和不对称变形振动。①对称变形振动是分子中三个化学键与分子轴线构成的夹角θ同时变小或变大。形似花瓣的开与闭,用blob.png表示。如甲基的三个碳氢键同时向轴线做同角度的变化;②不对称变形振动是分子中三个化学键与分子轴线构成的夹角θ交替变小与变大,用blob.png表示。如甲基的三个碳氢键同时交替向轴线做同角度的变化。

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