Молекулы и частоты

Вот есть электронные уровни энергии. Мы говорим, что электрон либо на 1s либо на 2s. У него либо -13.6 eV либо, там, не знаю, -5 eV. И ничего посередине.

Точно так же есть колебательные уровни энергии. Они тоже квантизированы[1]. Эти уровни энергии определяются незамышленной формулой:

E_v = h \nu \left(v+\frac{1}{2}\right)\; \; \qquad v=0,1,2,\ldots

Каждому значению v соответствует определенное (одно) колебание. Это колебание характеризуется каким-то вектором, который определяет что это за колебание (растяжение, сгибание и т.д.) и определяет амплитуду. Амплитуда НЕ определяется частотой поглощенного света, амплитуда определяется самой природой колебательного уровня (а природа – результат решения уравнения Шредингера).

Молекула имеет структуру колебательных уровней по энергии. И поглощенная энергия используется только для перехода от одного уровня к другому.

Вот хорошая картинка:

CNX_UPhysics_42_02_Trans

Большие параболоиды соответствуют одному электронному уровню (скажем основное состояние: атом водорода и электрон на 1s и возбужденное: атом водорода и электрон на 2s)

В каждом электронном состоянии есть куча колебательных уровней[2].

Чем больше амплитуда (еще раз напомню, определенная самой природой колебательного уровня) показывает насколько сильно атомы будут растягиваться или сгибаться.

У уровней с низким v амплитуда будет скорее всего меньше, чем у уровней с высоким v.


  1. все таки это квантовая химия ↩︎

  2. Еще есть куча вращательных уровней, может показаться что они привязаны к колебательным, но нет, они так же привязаны к электронным, просто у них разница по энергии еще меньше, чем у колебательных. ↩︎

5 лайков