第十三章红外与紫外光谱13. 1分子运动与电磁福射一、电磁波电磁波具有波粒二象性,可用波的参量如频率(U)和波长(入)等来描述。它的传播不需要媒介在真空中传播速度为C =3xI01°cm/s。不同的电磁波具有不同的波长,可由传播速度与频率求出「式(13-1)1。(13-1)
第十三章红外与紫外光谱 13.1 分子运动与电磁福射 一、电磁波 电磁波具有波粒二象性,可用波的参量如频率 (υ)和波长(λ)等来描述。它的传播不需要媒介, 在真空中传播速度为C =3 xIO¹ºcm/s。不同的电磁 波具有不同的波长,可由传播速度与频率求出[式 (13-l)]
波长单位根据不同的辐射频率区而改变,在紫外和可见区常采用纳米(nanometer,nm),在红外区常用微米(micrometer,μm)作单位。1nm=10-μm=10-°mm=10-7cm=10-m频率表示每秒振动的次数,用赫(Hertz,Hz)为单位,因为数值较大,为方便在红外中常用波数(wave number,u)来代替频率,它的单位是cm_l。7(13-2)C
波长单位根据不同的辐射频率区而改变,在紫 外和可见区常采用纳米(nanometer,nm),在红外 区常用微米(micrometer,μm )作单位。 频率表示每秒振动的次数,用赫(Hertz,Hz) 为单位,因为数值较大,为方便在红外中常用波数 (wave number,υ)来代替频率,它的单位是cm_1
根据不同的波长(频率),电磁波大体可分为如下区域:10'010/210'10201081016V(Hz)丫射线红外微波宇宙射线X射线紫外可见无线电波10~3010-月10~610~210~41入(cm)电磁波具有能量,体现了粒子性。电磁波的辐射能是通过一种粒子(光子)来传播的。光子的能量与电磁波的频率成正比,与波长成反比,见式(13-3) 。(13-3)e=hy=hc/入
电磁波具有能量,体现了粒子性。电磁波的辐 射能是通过一种粒子(光子)来传播的。光子的能 量与电磁波的频率成正比,与波长成反比,见式 (13-3)
式(13-3)中h为普朗克(Plank)常数,其值为663X10-34J/s,化学上常用摩尔光子能量描述,此时应把式(13-3)改写为式(13-4)。Nhe11.98E(J/mol)(134)入式中N为阿佛加德罗常数(6.02x1023)。根据式(13-4)可求出各种电磁波的能量
式(13-3)中h为普朗克(Plank)常数,其值为6. 63 x 10- 34J/s。化学上常用摩尔光子能量描述,此 时应把式(13-3)改写为式(13-4)。 式中N为阿佛加德罗常数(6. 02 x 1023 )。根据式 (13-4)可求出各种电磁波的能量
二、分子运动与电磁辐射分子并非静止不动,它和组成它的原子、电子都在不停地运动。在一定的运动状态下,具有一定的能量,这个能量包括电子运动、原子间的振动、分子转动等能量。各种运动状态均有一定能级,有电子能级、振动能级和转动能级。当分子吸收一定能量后就会从低的能级(E)跃迁到较高的能级(E,)电磁辐射可提供能量,当辐射能恰好等于分子运动的两个能级之差时(hU=△E=E,-E,),则会发生吸收,产生相应的光谱。因分子运动的能与光子的能过都是量子化的,所以一定运动方式的能级跃迁需要一定频率或波长的电磁辐射
二、分子运动与电磁辐射 分子并非静止不动,它和组成它的原子、电子 都在不停地运动。在一定的运动状态下,具有一定 的能量,这个能量包括电子运动、原子间的振动、 分子转动等能量。各种运动状态均有一定能级,有 电子能级、振动能级和转动能级。当分子吸收一定 能量后就会从低的能级( E1)跃迁到较高的能级(E2)。 电磁辐射可提供能量,当辐射能恰好等于分子运动 的两个能级之差时(hυ=ΔE=E2-E1),则会发生吸收, 产生相应的光谱。因分子运动的能与光子的能过都 是量子化的,所以一定运动方式的能级跃迁需要一 定频率或波长的电磁辐射