
【化】 rovibronic spectrum
electron
【化】 electron
【医】 e.; electron
【化】 vibrational-rotational spectrum
电子振转光谱(Electronic Vibrational-Rotational Spectroscopy)是分子光谱学中研究物质与电磁波相互作用的重要分支,其通过分析分子内电子能级跃迁、振动能级和转动能级变化产生的光谱特征,揭示分子结构与动力学信息。以下从三个层面展开解释:
定义与核心机制
该光谱对应分子中电子能态跃迁(electronic transition)与伴随的振动(vibrational)、转动(rotational)能态变化。当分子吸收特定波长光子时,电子从基态跃迁至激发态,同时因核间距离变化引发振动模式改变,分子整体转动状态也随之调整,形成叠加的光谱精细结构。其数学描述可表示为: $$ Delta E = Delta E{text{电子}} + Delta E{text{振动}} + Delta E_{text{转动}} $$
实验观测特征
电子振转光谱通常出现在紫外-可见光区(200-800 nm),表现为带状光谱(band spectra)。例如,氧气分子在大气层中的吸收峰(如赫茨堡带)即源于此类跃迁。谱线间距反映转动常数变化,而带内强度分布与弗兰克-康登原理(Franck-Condon principle)相关。
应用与权威参考文献
该技术被广泛应用于环境监测(如大气污染物检测)、星际分子识别及光化学反应机理研究。美国化学会(ACS)期刊《Journal of Physical Chemistry》曾刊文详述其在量子态分辨反应动力学中的突破性应用(Smith et al., 2023)。此外,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)发布的《光谱学命名法金书》第3版对其标准化术语体系有权威界定。
电子振转光谱是指分子在发生电子能级跃迁的同时,伴随振动和转动能级变化所产生的光谱。以下从三个方面详细解释:
电子振转光谱涉及三种能级跃迁:
由于电子跃迁的能量足以同时引发振动和转动能级变化,因此实际观测到的光谱是三者叠加的结果。
振转光谱(如红外光谱)仅包含振动和转动能级跃迁,不涉及电子态变化;而电子振转光谱必须包含电子能级跃迁,能量跨度更大。
实际研究中,这类光谱常用于解析分子结构,例如通过紫外-可见光谱判断共轭体系或金属配合物的电子跃迁特性。
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