分子振动

振动座标系

一个拥有 n 个原子的非线性分子有 3 n − 6 个振动 正交模 （ 英语 ： Normal mode ） （vibrational normal mode），其余为 3 个转动、3 个移动。而线性的分子有 3 n − 5 个振动正交模，只有 2 个转动 。双原子分子为线性分子，所以有一个振动模。每一振动正交模有其不同的振动频率。分子的振动正交模可透过群论的点群来分析 。

范例

以乙烯(C 2 H 4 ) 作为例子，C 2 H 4 有 6 × 3 − 6 = 12 个振动模：

其中，有 4 个 C-H 伸展 (stretching)、1 个 C=C 伸展、2 个 H-C-H 剪式运动 (scissoring)、1 个 H-C-H 摆动 (rocking)、1 个 C-C-H 摆动、2 个 H-C-H 摇摆 (wagging)与1 个 H-C-H 扭转 (twisting)。在摆动、摇摆与扭转模，原子间的键长不会改变。

乙烯的对称性属于 D 2h 点群，下表列出其 12 个振动正交模及其对应点群的不可约表示(irreducible representation )、频率及红外（Infrared active，IR active）与拉曼活性（Raman active）：

量子化学

在处理正交振动模时，量子化学使用简谐运动来近似处理分子振动。解薛定谔方程式可获得以下的振动能阶公式：

其中 n 为振动量子数 0, 1, 2,...，可用来代表其振动能阶、振动量子态，详细推导请参阅量子谐振子。

参阅

分子对称性

红外吸收光谱法

拉曼光谱学

免责声明：以上内容版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。感谢每一位辛勤著写的作者，感谢每一位的分享。