拉曼光谱仪调研——原子分子光谱

1、分子转动分子振动外层电子跃迁内层电子跃迁总体概括：微观粒子运动与电磁辐射的对应电子能级 Ee：120eV ：81031.6l05cm-1位于紫外、可见光区振动能级 Ev：0.051eV ：4008000cm-1位于红外光区转动能级 Er：1040.05eV ：0.8400cm-1 位于远红外光和微波区总体概括：微观粒子运动与电磁辐射的对应原子光谱 由于原子能级是一系列分立的能级， 所以 原子谱线是典型的线状光谱 基态：在无外来作用时，原子中各电子都尽可能处于最低能级，从而使整个原子的能量最低，原子的这种状态称为基态 激发态：原子中的一个或几个电子由基态所处能级跃迁到高能级上，这时的原子状态称激

2、发态，是高能态 原子发射光谱：原子从某一激发态跃迁回基态，发射出具有一定波长的一条光线，而从其他可能的激发态跃迁回基态以及某些激发态之间的跃迁都可发射出波长不同的光线，这些光线形成一个系列，称为原子发射光谱 原子吸收光谱：将一束白光通过某一物质，若该物质中的原子吸收其中某些波长的光而发生跃迁，则白光通过物质后将出现一系列暗线，由此产生的光谱称之为原子吸收光谱原子光谱 原子能级图能形象地表明原子光谱与原子结构的关系 能级图中纵坐标表示能量，能级(光谱项)用水平横线表示，最下一条横线表示基态，能级图通常设基态能量为零； 能级间距离随主量子数n值增加由下至上逐渐减小 能级图中各光谱项对应角量子数L的

3、不同取值可分为若干列(纵行) 每一条光谱谱线都是相应两个能级跃迁的结果，故可用两个光谱项表示一条谱线，在能级图中用两个能级间的连线来表示 。单电子原子氢原子和类氢离子22( )( )22PHV rV r EH满足薛定谔方程满足薛定谔方程: :在球坐标中求解，分离变量后独立求解在球坐标中求解，分离变量后独立求解分离变量后可分别得到三个坐标的解，它们是量子化的，分别为：主量子数主量子数n n 原子能量角量子数角量子数l l 轨道角动量磁量子数磁量子数mml l 轨道角动量在特定方向的投影原子状态由上述三个量子数才能完全描述！RynZhcEn22氢原子能级图与发射光谱图)11(2221212nnhc

4、ZREEynn212221211()nnyEER cZhnn氢原子能级图与发射光谱图碱金属原子内层电子 与原子核结合的较紧密，而价电子与核结合的很松，可以把内层电子和原子核看作一个整体称为原子实。价电子绕原子实运动，原子的化学性质及光谱都决定于这个价电子碱金属的双线当我们用高分辨率光谱仪仔细观察时，会发现这些谱系都具有双线结构 电子自旋（原子的精细结构）原子光谱玻尔模型（原子的量子态）（1）经典轨道加定态条件（电子在分立轨道上绕核转动且不产生电磁辐射）（2）频率条件（电子在定态轨道间跃迁会以电磁波形式放出能量，值由能级差决定）（3）角动量量子化212221211()nnyEER cZhnn 单电子原子光谱（氢原子和类氢离子）22( )( )22PHV rV r 满足薛定谔方程：EH在球极坐标中分离变量后求解得到用于描述原子状态的量子数主量子数n(原子能量)角量子数l(轨道角动量)磁量子数m(轨道角动量在磁场方向分量) 氢原子能级图实验验证能级图中纵坐标表示能量能级间距随主量子数n增加由下至上减小能级图中各光谱项对应角量子数L的不同取值可分为若干列(纵行)能级(光谱项)用水平横线表示碱金属原子光谱把内层电子和原子核看作一个整体称为原子实价电子绕原子实运动与氢原子光谱区别原因：原子实被贯穿、极化，导致量子数亏损，nneff=n-d现象：相同主量子n，