双原子分子的电子光谱共53页

p p p p
p
m y Y m
p p p p
p
m z Z m
p p p p
p
进行坐标变换
质心坐标系统 (X, Y, Z, q1,q2,……q3n-3)
质心平动 体系内运动
在笛卡尔坐标系中，描述双原子分子需要六个坐标： (x1,y1,z1,x2,y2,z2)。核运动的Schrodinger方程是
2 2 2 2 T T in in U in ( x , y , z ) E 2 in 2 M T
得到
2 2 T T ET T 2M
质心平动方程
2 2 in U ( x , y , z ) in ( E ET ) in 2
2 2 2 2 T in V NN ( x , y , z ) E e ( x , y , z ) T in E T in 2 2M
其中，核波函数已经表示成为分子质心平动波函数和分子 内原子相对运动波函数的乘积
N ( R ) T ( X , Y , Z ) in ( x , y , z )
振转方程
采用球极坐标
x r sin cos
y r sin sin
r x2 y2 z2
z r cos
2 2
1 2 1 2 1 1 r 2 2 2 sin 2 in 2 2 r sin r r r r sin
2 2

1 2 1 m1 m 2 x 2 V ( x) ( m1 m 2 ) X 2 2 m1 m 2
1 2 1 2 V ( x) MX m x 2 2

一原子轨道中电子的两种取向，即顺时针方向和逆时针方向。
基态原子核外电子排布的规则 LOGO
❖ 基态的原子核外电子应遵从三条原则： – 泡利不相容原理：一个原子中不可能存在两个具有相同的4个量 子数的电子，可见，一个原子轨道最多只能排两个电子，而且这 两个电子的自旋必须相反。 – 能量最低原理：为了使原子系统能量最低，在不违背泡利不相容 原理的前提下，电子尽可能地先占据能量最低的轨道。这个状态 就使原子系统的基态。 – 洪德原则：在等能量（n,l相同）的轨道上，自旋平行电子数越 多原子系统的能量则越低。即：在一组能量相同的轨道上，电子 尽可能以自旋相同的方向分占不同的轨道。 – 作为洪德规则的补充，能量兼并的轨道上全充满、半充满或全空 的状态是比较稳定的。
多电子原子的光谱项概述PPT(52张)培 训课件 培训讲 义培训 教材工 作汇报 课件PP T
LOGO
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原子光谱项的求法
多电子训 教材工 作汇报 课件PP T
第4章 多电子原子的光谱项
1
LOGO
基态原子核外电子排布的规则 单个原子的核外电子的运动状态用n、l、m、ms4个量子数来表示. 主量子数n：取值为1，2，3，…非零的正整数. 电子运动的能量主要由主量子数n来决定，在氢原子中， 电子的能量为：E=-13.6/n2eV，n值越大，电子离核平均距离越远， 电子的能量越高 轨道角动量量子数l，简称角量子数. 决定电子的原子轨道角动量的大小，描述电子云的形状. 当n值一定时，不同的l对电子的能量也稍有影响，l越大能量越高. L取值为0，1，2，3， …，（n-1）等n个从0开始的正整数 磁量子数m：描述着电子云在空间的伸展方向它的取值受角量子数l的 限制，m=0，± 1， ± 2，…， ± l 自旋磁量子数ms：描述原子中的电子的自旋运动，取值为± 1/2分别 表示同

(1a1)2(2a1)2(1b2)2(3a1)2(1b1)2(4a1)0
3. 有两个单占据轨道(都是非简并轨道)的组态 谱项的对称性由这两个单占据轨道的直积给出, S = 0 或 1, 多重度为 1 或 3。 如乙烯的激发态 (D2h) 有以下组态: ···(b3u)1(b2g)1 b3ub2g = B1u，其谱项为：1B1u，3B1u。
当Qi为非全对称的一维不可约表示，则：
Vi Vi' Vi'' 0, 2, 4,
当Qi为二重简并态，并受到多重激发，则： li 0
Vi Vi' Vi'' 0, 2, 4,
若电子和振动的相互作用很大，则由下式确定：
R e'V 'e''V '' 'eV 'e' V
电子振动态的选择定则比纯电子态的选择定则
(1a1)2(2a1)2(1b2)2(3a1)2(1b1)2(4a1)0
2. 只有一个单占据轨道的电子组态 谱项由该轨道的对称性决定， 多重度为 2S + 1 = 2。 例如若组态为：
(1a1)2(2a1)2(1b2)2(3a1)2(1b1)1 则其谱项为：2B1。
CO2电子组态: (1g)2(1u)2(2g)2(3g)2(2u)2(4g)2(3u)2 (1u)4(1g)4。 H2O (C2V) 的电子组态:
若 e 是简并态，则对操作 R 有：
Rˆl Djl (R) j
j
简并态的波函数构成一个多 维不可约表示的基函数。
§9.2 分子轨道与电子组态
一、电子组态
电子组态：将电子波函数看成单电子波函数的乘
积，考虑到自旋，每个轨道放两个电子，按分子

ˆ ( 0 ) i ( 0 ) H 0 t
iEnt / (0) r , t r e n n
• 假定分子受光作用前，处于第k个能量本征态：
iEk t / r , t பைடு நூலகம் r e
0 k
• 受光作用后，分子状态改变，新态可展开为未受扰态的线性叠加：
E
v' 2
J'
电子激发态
v' 1
电子基态
v3 v2
J
v 1
R
Ee ~ 1 20 eV ~ 10 4 105 cm1 紫外、可见 Ev ~ 0.1 1eV ~ 10 2 103 cm1 中、近红外 EJ ~ 0.01 0.1eV ~ 100 102 cm1 远红外、微波
R E R
R
U R : 势能函数 电子态能量作为原子核坐标 R的函数 U R中包含了核与核之间的排斥作用 E : 分子总能量，包含了核和电子的总能量
• 分子核运动可分为三种：平动、转动、振动 • 平动是连续谱（参考自由电子），振动和转动能级分立 • 电子态给定了约束核振动的势函数，而在分子振动的同时还可 以转动，振动和转动之间可以有耦合 • 通常，电子态能级差 >> 振动态能级差 >> 转动态能级差
ˆ
x
ˆ y sin sin , ˆ z cos sin cos ,
• 对于刚性转子，即为：
ˆ Y YJ 'm ' J "m" 0
偶极跃迁矩三个分量，如有一个不为0，则是允许跃迁 • 以z分量为例：
z
mk

北师大 结构化学 课后习题第3章 双原子分子的结构与分子光谱习题答案1. CO 是一个极性较小的分子还是极性较大的分子？其偶极距的方向如何？为什么？解： CO 是一个异核双原子分子。

其中氧原子比碳原子多提供2个电子形成配位键： :O C := 氧原子的电负性比碳原子的高，但是在CO 分子中，由于氧原子单方面向碳原子提供电子，抵消了部分碳氧之间的电负性差别引起的极性，所以说CO 是一个极性较小的分子。

偶极矩是个矢量，其方向是由正电中心指向负电中心，CO 的偶极距μ = 0.37×10-30 C·m ，氧原子端显正电，碳原子端显负电，所以CO 分子的偶极距的方向是由氧原子指向碳原子。

2. 在N 2，NO ，O 2，C 2，F 2，CN ，CO ，XeF 中，哪几个得电子变为AB -后比原来中性分子键能大，哪几个失电子变为AB +后比原来中性分子键能大？解： 就得电子而言，若得到的电子填充到成键电子轨道上，则AB -比AB 键能大,若得到得电子填充到反键分子轨道上，则AB -比AB 键能小。

就失电子而言，若从反键分子轨道上失去电子，则AB +比AB 键能大，若从成键轨道上失去电子，则AB +比AB 键能小。

(1) 2g 4u 2u 2g 2)2()1()1()1(:N σπσσ 键级为31g 4u 2u 2g 2)2()1()1()1(:N σπσσ+ 键级为2.51u 2g 4u 2u 2g 2)2()2()1()1()1(:N πσπσσ- 键级为2.5N 2的键能大于N 2+ 和N 2-的键能(2) 12422)2()3()1()2()1(:NO πσπσσ 键级为2.52422)3()1()2()1(:NO σπσσ+ 键级为322422)2()3()1()2()1(:NO πσπσσ- 键级为2所以NO 的键能小于 NO +的键能，大于NO -的键能(3) 1g 4u 2g 2u 2g 2u 2g 21132211:O ππσσσσσ+ 键级为2.5，2g 4u 2g 2u 2g 2u 2g 21132211:O ππσσσσσ 键级为2，3g 4u 2g 2u 2g 2u 2g 21132211:O ππσσσσσ- 键级为1.5，所以O 2的键能小于O 2+的键能，大于O 2-的键能(4) 4222)1()1()1(:u u g C πσσ 键级为23u 2u 2g 2)1()1()1(:C πσσ+ 键级为1.51g 4u 2u 2g 2)2()1()1()1(:C σπσσ-键级为2.5所以C 2的键能大于C 2+的键能，小于C 2(5) 4*p 24p 22p 22*s 22s 22)()()()()(:F z ππσσσ 键级为1 3*p 24p 22p 22*s 22s 22)()()()()(:F z ππσσσ+键级为1.51p 24*p 24p 22p 22*s 22s 22)()()()()()(:F z z *-σππσσσ 键级为0.5 所以F 2 的键能小于F 2+ 的键能，大于F 2-的键能(6) ()()()()14223121:CN σπσσ 键级为2.5 ()()()()24223121:CN σπσσ- 键级为3()()()422121:CN πσσ+ 键级为2所以CN 的键能大于CN +的键能，小于CN -的键能(7) 2422)3()1()2()1(:CO σπσσ 键级为31422)3()1()2()1(:CO σπσσ+ 键级为2.512422)2()3()1()2()1(:CO πσπσσ- 键级为2.5所以CO 的键能大于CO +和CO -的键能(8) 144222)3()2()1()3()2()1(:F Xe σππσσσ 键级为0.544222)2()1()3()2()1(:F Xe ππσσσ+ 键级为1244222)3()2()1()3()2()1(:F Xe σππσσσ- 键级为0所以XeF 的键能小于XeF +的键能，大于XeF -的键能，XeF -不能稳定存在。

条谱线位置以及相邻谱线间隔。
例2：已知HBr的平衡核间距为1.4311Å，求该分子转动光谱 的谱线间隔是多少？
（3）转动光谱的同位素效应
当分子中的某一原子被v 但其约化质量μ发生变化，∴其转动常数B也会发生变化，从而使 和 v
发生变化，这就是分子转动光谱的同位素效应。
3.4 双原子分子光谱
分子结构测定方法:
紫外和可见吸收光谱(UV)
(UV-Vis absorption/luminescence Spectroscopy)
荧光光谱
分
(Fluorescence Spectroscopy)
子
红外光谱（拉曼光谱）(IR)
光
(InfraRed Spectroscopy/Raman Spectroscopy)
转动 转动惯量 I 角速度 ω 角动量 M=Iω 动能 T=Iω2/2=M2/（2I）
刚性转子没有拉伸势能，总能量等于动能 Schrödinger方程为 回忆原子轨道角动量平方 仿照此式可写出刚性转子能量公式(转动量子数记作J， 并略去E的下标r):
B为转动常数. 能级差和波数差的下标都使用了较低能级 的量子数.
E
ΔE e ＞ ΔE v ＞ ΔE r
电子能级 ΔEe=1~20 eV
振动能级 ΔEv=0.05~1 eV 转动能级 ΔEt=10-4~10-2 eV
ΔEr：10－4～0.05eV ΔEv：0.05～1eV ΔEe：1～20eV
v：0.8～400cm-1 位于微波和远红外光区
v：400～8000cm-1位于红外光区 v：8×103～1.6×l05cm-1位于紫外、可见光区
转动能级
E(J , J 1) 2Bhc(J 1)
能级间隔越来越大

,


YJm

,


NJm
P|m| J

cos

eim
J 0, 1, 2, m 0,1,2,,J
EJ J J 1 2 2I
EJ EJ 1 EJ
2
J 1
I
(2) 选择定则
• 两个转动态之间发生跃迁，要求相应的电偶极跃迁矩不为0，即
对HCl, a 20.79cm1, b 0.001cm1
• 非刚性转子模型：转动过程中，键长拉长
随波数增大， 间隔减小
k r r0 2r=
rL2
I2

L2
r3
r
r r0

L2
kr3
• 动能项：
T

L2 2I

L2
2r 2

L2
2

1 r02
(4) 光谱选律（选择定则）
• 两个能级间能够发生光谱跃迁的必要条件是相应的电偶极跃迁矩不 为零 光谱选律或称跃迁选择定则（电偶极跃迁）。
x

mk
y

mk
z
0
mk
禁戒
x
0
mk
or
y
0
mk
or
z
0
mk
允许
• 在很多场合，分子初态、末态的波函数的具体形式不易得到，但
波函数的对称类型相对容易得到，可利用群论的有关定理，容易
• 光场为电磁波，电场强度随时间变化：


0 cos 2t 0 cost
• 光的波长远大于分子尺度，分子在光场下受到周期变化的均匀电磁

i ( i) ( 2) # = a i# 其中不可约表示在表示中出现的次数可由下式求出 1 a = ς (# ) (R ) ς ( i) (R ) ( 3) ( (
1 基本理论
同核双原子分子是由两个相同核的原子组成的 一个量子系统 , 该量子系统所属的分子点群为 D ∞h , 在不考虑两个原子之间的相互作用时 , 根据群论与 量子力学之间的关系 , 该量子系统所属的分子点群 也可表示成组成分子的两个原子所属群的不可约表 示的直接乘积 , 对于原子 , 它属于旋转反演群 O (3) , 因此任意两个表示的直接乘积仍是 O (3) 群的表示 ,
同核双原子分子所属的分子点群为, 光谱项按 的不可约表示分类。 确定双原子分子光谱项的一般 方法是运用角动量耦合理论 [1 ] , 同核双原子分子电 子波函数是在双原子分子波函数基础上, 通过它们 的线性组合: , 使新波函数具有奇或偶的对称性 , 从 而得到同核双原子分子的光谱项 , 这种方法的主要 缺点是过程繁琐, 并且容易出错。 群论在分子光谱理论中有着非常广泛的应用 , 分子光谱项与分子点群有着深刻的联系[ 2, 3] , 群论方 法的突出优点在于不需要求解具体的薛定谔方程 , 仅根据分子所属点群的对称性, 即能得到分子光谱 项和波函数的某些性质 , 由于分子光谱项是用分子 所属点群的不可约表示标记的, 因此易见利用群论 的方法确定光谱项是最有效的方法。 本文在分离原 子模型基础上 , 依据原子和同核双原子分子所属分 子点群的性质以及群表示直接乘积表示的约化等群 的基本理论, 确定同核双原子分子的光谱项。 这种方 法与运用角动量耦合的方法比较 , 具有过程简洁、 思 路清晰等优点。
1∑uຫໍສະໝຸດ +∑ ∑+ 1 u u
-
-

所以，O2的电子谱项为：3Σg－、1Δg和1Σg＋
其中3Σg－为基态谱项，1Δg和1Σg＋与之相比，分 别高出0.98eV及1.63eV。
第一节 双原子分子的电子光谱
为了把基态与激发态区别开来，用X表示基态， 用A、B、C、…依次表示多重度与基态相同的能 量递增的诸激发态，用a、b、c、…则依次表示多 重度与基态不相同的能量递增的诸激发态。
苯的基态的电子组态为： a2u2e1g4
其基态谱项为：1A1g
苯的激态的电子组态为： a2u2e1g3e2u1
其激发态谱项为：1B1u, 1B2u, 1E1u, 3B1u, 3B2u, 3E1u
（通过轨道对称性的直积得到 e1g e2u ）
苯的电子光谱 苯分子谱项能级图
苯的电子光谱
(1) 1A1g→1E1u，自旋允许，轨道允许，谱峰位
λ m
并以的λ大小来表征分子轨道。
λ
0
1
2
3
4
…
MO σ
π
δ
φ
γ
…
第一节 双原子分子的电子光谱
分子轨道与参与组合的原子轨道的关系为：
MO
m
σ
0
π
±1
δ
±2
γ
±3
λ
AO
0
s, p0, d0, f0
1
p±1, d±1, f±1
2
d±2, f±2
3
f±3
第一节 双原子分子的电子光谱
将H2＋的结果推广到多个电子的分子时，在采 取单电子近似后，仍可用上述分子轨道的符号标 记分子可能的运动状态，但只有线性分子，其个 别电子的允许的运动状态才有可能用量子数m来 标记，又因电子间相互作用，个别电子的轨道角 动量在z方向上的分量已不再确定了。只有各电子 的轨道角动量在z方向上的分量的总和才是确定的。

12:21:30
二、 分子光谱
原子光谱为线状光谱， 分子光谱为带状光谱； 为什么分子光谱为带状光谱？
原子光谱图
12:21:30
分子光谱图
1.分子中的能量
E=Ee+ Ev + Er + En + Et + Ei 分子中原子的核能： En 分子的平移能：Et 电子运动能： Ee 原子间相对振动能： Ev 分子转动能： Er 基团间的内旋能： Ei
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原子的能级通常用光谱项符号表示：nMLJ
n：主量子数；M：谱线多重性符号；
L：总角量子数； J ：内量子数 钠原子的光谱项符号 32S1/2；
表示钠原子的电子处于n=3，M =2(S = 1/2)，L =0，
J = 1/2 的能级状态（基态能级）；
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电子能级跃迁的选择定则
L=0，1，2，3，······， 例：碳原子，基态的电子层结构(1s)2(2s)2(2p)2， 两个外层2p电子： l 1= l2 =1； L=2，1，0；
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总自旋量子数 ：
S =∑ s ；外层价电子自旋量子数的矢量和， (2 S +1)个 S=N/2，N/2-1，……或1/2，0 （N是价电子） S =0，±1，± 2，······±S或 S = 0 ，±1/2，3/2 ，······±S
在一般化学反应中， En不变； Et 、 Ei较小； E=Ee+ Ev + Er
分子产生跃迁所吸收能量的辐射频率：
ν=ΔEe / h + ΔEv / h + ΔEr / h
12:21:30
2.双原子分子能级图
分子中价电子位于自旋成 对 的 单 重 基 态 S0 分 子 轨 道 上 ，当电子被激发到高能级上 时，若激发态与基态中的电 子自旋方向相反，称为单重 激发态，以S1 、 S2 、······表 示；反之，称为三重激发态 ，以T1 、 T2 、······表示；

J 0, 1, 2,
~P ~0 (BV 'BV '')J (BV 'BV '')J 2
J = 0，Q 支
J 1, 2,
~Q ~0 (BV 'BV '')J (BV 'BV '')J 2
J 0, 1, 2,
若没有 Q 支, 则 ~ ~0 谱带基线或零线的位置 上没有谱线出现。
(V ,V 1) e 2exe(V 1)
由这些波数差可以确定 e 和 exe的值。
在V前进带中，谱线的波数为：
~ [~e G(V '')] G(V ')
其中 [~e G(V '')] 为常数。 相邻谱线的波数差为：
(V 1,V ) e 2exe (V 1)
由定这 了些e波, 数ex差e,可以e和确定exee以和后e可xe以 的确值定。~在e 。确
(a) V=0
V=1 V=2 V=3
(b) V=2
V=1 V=3 V=0
(c)
V=3V=4
吸收带系中强度分布的三种典型的情形(示意图)
二、Franck-Condon原理波动力学表述 由总波函数和表征的两个态之间的跃迁几 率, 正比于跃迁矩矩阵元:
M ' '' (1)
电子振动波函数为：
e (r, R)V (R) eV (2)
一、前进带组（Progression）
V前进带组：
V
V= n 取一定

4 3
值，V不断变
2 1
化，构成一个
0
谱带，波长越
V
来越短，直到
4
3

本章目录
总目录
阅读帮助
第三章 双原子分子结构与分子光谱
H2
H

+的Hamilton算符
1 2 1 1 1 2 ra rb R
H2+的坐标
本章目录 总目录 阅读帮助
第三章 双原子分子结构与分子光谱
H2+的Schrö dinger方程
1 2 1 1 1 ( ) E 2 ra rb R
Br2
Cl2 F2
228.09
198.8 141.7
190.12
239.24 155
H2
H2+ N2
74.12
106 109.76
431.96
255.48 941.69
O2
本章目录 总目录 阅读帮助
120.74
493.54
第三章 双原子分子结构与分子光谱
3.3.1 同核双原子分子结构
第二周期同核双原子分子的价层分子轨道 能级顺序
本章目录
总目录
阅读帮助
第三章 双原子分子结构与分子光谱
归一化，得
ca ca 1 2 2 Sab 1 2 2 Sab
本章目录
总目录
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第三章 双原子分子结构与分子光谱
3.1.3 积分Haa，Hab，Sab的意义和体系能量
一、库仑积分
ˆ H aa a H a d
分子轨道（MO）可用原子轨道线性 组合 (Linear Combination of Atomic Orbital)，简写为 (LCAO)。
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总目录
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第三章 双原子分子结构与分子光谱
LCAO-MO法和成键三原则

谐振子波函数的图形：
零点能 v 0 1 E0 hc 2
能级间隔 E hc
等间距
节点数=v
4. 光谱选律
振动能级间的跃迁要求电偶极跃迁矩不为零：
ˆx
v'v"
ˆ x v" 0 v'
电偶极矩算符可以按照核位移x进行展开：
ˆ ˆ0 ˆ1 x ˆ2 x2
AB→A+B Morse势：
V r De 1 e

r r0 2

De — 势能曲线最低点 D0 — 从振动基态离解
振动能级间隔:
~ 2vhc ~ v v1 hc
当连续能级开始出现，表明粒子处于非束缚态解离
~ 2vhc ~ 0 hc
1 v max 2
由：
v max
1 2
平衡离解能为：
De Ev max
1 1 ~ 1 1 1 ~ ~ hc hc hc 2 2 2 2 4
2
零点离解能为：
1 1 ~ D0 De E0 hc 4 2
同核双原子分子因此无纯振动光谱hchchchc实验中确实观察到一个强吸收但也观察到一些较弱吸收这表明谐振子模型还不足以解释所有的实验事实合理的势能函数应具有以下特点
第21讲 双原子分子光谱（二） 振动光谱
1. 经验规律
例 HCl
I 谱 线 强 度 2885.9 5668.0 8347.0 0 5000 10000 10923.0 13396.5
但室温下：
k ~ 207cm1
双原子分子的振动激发态能量比这大得多，例如

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一、 原子光谱
1.光谱项符号
原子外层有一个电子时，其能级可由四个量子数决定： 主量子数 n；角量子数 l；磁量子数 m；自旋量子数 s； 原子外层有多个电子时，其运动状态用总角量子数L；总 自旋量子数S；内量子数J 描述；
例：钠原子，一个外层电子， S =1/2；因此： M =2( S ) +1 = 2；双重线； 碱土金属：两个外层电子， 自旋方向相同时， S =1/2 + 1/2 =1， M = 3；三重线； 自旋方向相反时， S =1/2 － 1/2 =0， M = 1；单重线；
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元素由基态到第一激发 态的跃迁最易发生，需要的 能量最低，产生的谱线也最 强，该谱线称为共振线 ，也 称为该元素的特征谱线；
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2024/7/28
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双原子分子光谱分子的能量状态与原子的能量状态一样存在能级，而且分子能级发生跃迁时发射或吸收辐射。

然而分子同原子相比，由于它的结构和运动状态的复杂性，分子光谱比原子光谱复杂得多。

双原子分子光谱是较简单的分子光谱。

分子光谱随分子能级跃迁间隔的不同，可以出现在从紫外到微波的不同光谱区。

本实验的目的是通过拍摄双原子分子的电子一振动光谱，来了解分子光谱的特点，测量各顺序谱带组的带头波长，计算分子的振动频率ω、非筒谐性常数ωx 和分子振动力常数k 等。

【预习提要】双原子分子是结构较为简单的分子。

因而反映分子结构特征和举动状态的双原子分子光谱也是较简单的分子光谱。

用色散率不大的摄谱仪伯摄的双原子分子光谱呈现带状，实际上，它们是由大量的、密集的、分布有规律的谱线所组成的。

不同波段的谱线反映分子不同运动状态的能级跃迁。

1．双原子分子有哪些不同形式的能量，怎样利用“不确定性关系”说明不同形式的能级间隔之间的数量关系?2．用莫尔斯函数表示双原子分子的势阱时，分子振动能级间隔有什么特点?3．什么叫顺序带组，试说明相邻顺序谱组带头的波数差出现“突变”的能级结构的内在原因。

4．试判断(0，0)，(1，0)和(0，1)顺序带组列出b a ,或b a '',的测定方程和相应的正则方程。

5．利用近似的谐振子频率公式，求出分子振动力常数值。

【实验原理】一、双原子分子的结构与运动状态双原子分子是由两个原子核和电子相互结合而成的微观系统。

当两个原子相结合而构成一个双原子分子时，在每个原子内部构成完整壳层的电子仍然分别属于各自的原子核，而外层的价电子向对方原子核提供库仑引力，当两核过于靠近时产生斥力，从而使两个原子核相距一定地联系在一起构成稳定的结构。

分子具有三种基本运动：①外层价电子在两个原子核共同产生的电场中绕核间轴的运动，这种运动如同价电子在孤立的原子中运动一样形成各种不同的电子能量状态。

②双原子分子的原子核由于交替地受到来自对方价电子的引力和核的斥力，在平衡位置附近，带着其周围的电子沿核间轴方向振动，伸缩核间轴长短。