Учебное пособие для студентов 1 го курса фен


  Энергетические уровни многоатомных частиц



Pdf көрінісі
бет21/66
Дата06.11.2023
өлшемі6,53 Mb.
#190004
түріУчебное пособие
1   ...   17   18   19   20   21   22   23   24   ...   66
Байланысты:
httpslib.nsu.ruxmluibitstreamhandlensu584Задачник Физическая20химия.pdfsequence=4&isAllowed=y

4.2. 
Энергетические уровни многоатомных частиц
 
Строго говоря, энергетические уровни, соответствующие любым 
видам движения частиц, дискретны. Однако иногда расстояния 
между соседними уровнями так малы (как для поступательного 
движения), что энергию равнораспределяют по степеням свободы



53 
Тогда энергия поступательного движения для одной частицы 
Е
пост
.
= 3/2∙
kT, 
где 
k

постоянная Больцмана, равная 1,38∙10

23 
Дж/К

Для 
одного моля частиц 
Е
пост
.
= 3/2∙
RT
(универсальная газовая 
постоянная 
R = k

N
A

N
A
 

число Авогадро). 
В некоторых случаях равнораспределяют по степеням свободы 
энергию и вращательного, и колебательного движения. Основное 
различие: если на 1 вращательную степень свободы приходится 
энергия ½∙
kT
, то на 1 колебательную степень свободы –
kT
, т. к. 
любое колебание атомов, например, вдоль линии связи
подразумевает движение с возвращающей силой. 
При квантово
-
механическом подходе к вращательному и 
колебательному движению двухатомных частиц соответствующие 
значения энергии выражаются следующим образом:
1) Для вращательного движения: 
Е
вр.
=
(h
2
/8
π
2
I
)∙
j(j + 1),
где


постоянная Планка = 6,62∙10

34 
Дж∙с;


момент инерции частицы АВ, 

= μ∙
r
2

где 
μ

приведѐнная 
масса частицы АВ, 
μ = 
m
A

m
B
/(m
A
 + m
B
),
r

расстояние между А и 
В; 
j

вращательное квантовое число, принимающее любые целые 
положительные значения.
2) Для колебательного движения: 
Е
кол. 

h
∙ν (υ
 
+ ½), 
где
h

постоянная Планка;
ν

частота колебаний, 
ν
= 1/2
π

k/
,
где
k

постоянная 
величина, характеризующая упругость химической связи;
μ 

приведѐнная масса колеблющейся частицы;
υ

колебательное квантовое число, принимающее любые целые 
положительные значения.
Отличие
основных вращательных и колебательных состояний: 
при
j
= 0 
E
вр.
= 0, а при 
υ
= 0 
Е
кол.
 
= ½ 
h
∙ν

Это означает, что для многоатомных частиц в основном 
состоянии существуют так называемые «нулевые» колебания. 


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   17   18   19   20   21   22   23   24   ...   66




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет