分子振动

重庆医科大学微课

分子振动邓萍

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授课教师：邓萍

● 重庆医科大学药学院副教授
● 在研究分子振动时，常常把原子视为小球，把原子间的化学键视为质量可以忽略不计的弹簧。这时原子间的伸缩振动，可以近似地看成谐振子的简谐振动。

课程主要内容

1.了解邻二甲苯红外光谱图
2.了解双原子分子的振动
3.掌握多原子分子的振动类型

邻二甲苯红外光谱图

Gaussian软件在有机化合物波谱解析教学中的应用(Ⅰ)——邻二甲苯红外光谱教学实例.

化学教育，2015 Vol. 36 (8): 66-68

A. 苯环的C-H伸缩振动

B.-CH3的C-H伸缩振动

C.苯环骨架的伸缩振动

D. 苯环C-H的面外弯曲振动

一、

双原子分子的振动

谐振子模型

对双原子分子，在理想状况下可看成是做简谐振动的系统。可用连在弹簧两端的两个小球的模型来理解：

双原子.gif

折合质量μ

折合质量μ：两振动原子只要有一个的质量↓，μ↓，(ῡ)↑，红外吸收信号将出现在高波数区。

力常数K

图片5.png

力常数K（与键长、键能有关）
键长↓(短)，键能↑（大），K↑。

二、

多原子分子的振动类型

伸缩振动

● 伸缩振动（stretching vibration）ν
其中有：对称伸缩（Vs），不对称伸缩（Vas）两种

不对称伸缩振动

亚不对称.gif

Vas～2930 ${cm}^{-1}$

对称伸缩振动

亚对称.gif

Vs～2850 ${cm}^{-1}$

弯曲振动

● 弯曲振动（bending vibration） δ
其中有面内弯曲δi.p和面外弯曲δo.o.p
面内弯曲又分为剪式振动δs和平面摇摆ρ

Scissoring(剪式)

亚剪动.gif

Scissoring～1450 ${cm}^{-1}$

Rocking（摇式）

亚摇动.gif

Rocking～750 ${cm}^{-1}$

面外弯曲

面外弯曲又分为：
● 非平面摇摆ω
● 扭曲振动τ

Wagging（摆式）

亚摆动.gif

Wagging～1250 ${cm}^{-1}$

Twisting（扭式）

扭式.gif

Twisting～1250 ${cm}^{-1}$

小结

以上各种振动，以对称伸缩振动、不对称伸缩振动、剪式振动和非平面摇摆出现较多。
按能量高低顺序排列：

对称弯曲振动

甲对称.gif

不对称弯曲振动

甲不对称.gif

环状化合物的骨架振动一

苯环的骨架振动

环状化合物的骨架振动二

苯环的骨架振动

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B.-CH3的C-H伸缩振动

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D. 苯环C-H的面外弯曲振动

一、

谐振子模型

折合质量μ

力常数K

二、

伸缩振动

不对称伸缩振动

对称伸缩振动

弯曲振动

Scissoring(剪式)

Rocking（摇式）

面外弯曲

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小结

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