
【化】 molecular spectra; molecular spectrum
分子光谱指分子在吸收或发射电磁辐射时产生的特征性谱线分布现象,反映了分子内部能级跃迁规律。根据量子力学理论,分子能级包含转动、振动和电子三个维度,对应的光谱分别位于微波、红外和紫外-可见光区。例如,二氧化碳的红外振动光谱被用于大气环境监测,而DNA的紫外吸收光谱则应用于生物分子结构分析。
该现象的理论基础可追溯至玻尔频率条件公式: $$ Delta E = h u $$ 其中$Delta E$为能级差,$h$为普朗克常数,$ u$为辐射频率。现代分子光谱技术如拉曼光谱和核磁共振谱,已广泛应用于化学合成质量控制(美国化学会《分析化学》标准)、星际分子探测(NASA詹姆斯·韦伯望远镜项目)等领域。
分子光谱是分子在不同能态(如电子能级、振动能级、转动能级)之间跃迁时吸收或发射的光谱,覆盖范围从紫外到远红外甚至微波区域。以下是详细解释:
分子光谱的产生源于三种能级变化:
由于三种跃迁常同时发生,大量密集的谱线形成连续的带状光谱,区别于原子的线状光谱。
分子光谱是分析化学的重要工具,例如:
分子光谱的观测需借助高分辨率仪器,低分辨率下可能呈现连续光谱。其复杂性源于分子内部多自由度运动,需结合量子力学理论解释。
如需更深入的技术细节,可参考权威资料如搜狗百科或化学仪器分析教材。
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