分子配分函数英文解释翻译、分子配分函数的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 molecular partition function

分词翻译：

分子的英语翻译：

element; member; molecule; numerator
【计】 molecusar
【化】 molecule
【医】 molecule

配分函数的英语翻译：

【化】 partition function

专业解析

分子配分函数（Molecular Partition Function）是统计热力学中描述分子能量状态分布的核心概念，其英文对应术语为"partition function of a molecule"。它通过量子态求和或经典积分形式，量化分子在不同能级上的概率分布，数学表达式为：

q = sum_i g_i e^{-beta varepsilon_i}

其中$g_i$为简并度，$varepsilon_i$为能级，$beta=1/(k_B T)$为玻尔兹曼因子，$k_B$为玻尔兹曼常数，$T$为热力学温度。

该函数包含四个独立组分：

平动配分函数 $q_{trans}$：与分子质量、温度和体积相关，表达式为$left( frac{2pi m k_B T}{h} right)^{3/2}V$，体现分子平动自由度对热容的贡献（来源：Atkins《物理化学》第11版）
转动配分函数 $q_{rot}$：取决于分子转动惯量和对称数，线性分子形式为$frac{8pi I k_B T}{sigma h}$（来源：McQuarrie《统计力学》）
振动配分函数 $q_{vib}$：与振动频率相关，表达式为$prod_i frac{e^{-beta h u_i/2}}{1-e^{-beta h u_i}}$（来源：MIT热力学公开课）
电子配分函数 $q_{elec}$：通常取基态简并度，仅在高温或激发态显著时需考虑高能级项（来源：北京大学《结构化学基础》）

分子配分函数通过玻尔兹曼分布律连接微观量子态与宏观可观测性质，是计算内能($U=-frac{partial ln q}{partial beta}$)、熵($S=k_B ln q + U/T$)等热力学函数的基础（来源：NIST热力学数据库）。实验测定中需结合光谱数据计算各组分参数，例如通过红外光谱获取振动频率，微波谱测定转动常数等（来源：IUPAC技术报告）。

网络扩展解释

分子配分函数是统计热力学中的核心概念，用于描述单个分子在热平衡状态下所有可能微观状态的统计分布。它是连接分子微观性质（如能级）与宏观热力学量（如内能、熵）的桥梁。以下是其核心要点：

1.定义与物理意义

分子配分函数（通常用符号 ( q ) 表示）定义为分子所有可能能级的玻尔兹曼因子之和： $$ q = sum_{i} g_i e^{-epsilon_i / (k_B T)} $$ 其中：

( epsilon_i ) 是第 ( i ) 个能级的能量；
( g_i ) 是该能级的简并度（即相同能量的不同量子态数）；
( k_B ) 是玻尔兹曼常数，( T ) 是热力学温度。

意义：它量化了分子在不同能级上的分布概率，( e^{-epsilon_i / (k_B T)} ) 表示高能级占据的概率随能量升高指数衰减。

2.组成部分

分子配分函数可分解为不同自由度贡献的乘积（假设各自由度相互独立）： $$ q = q{text{平动}} cdot q{text{转动}} cdot q{text{振动}} cdot q{text{电子}} $$

平动配分函数：与分子质心运动相关，公式为 ( q_{text{平动}} = left( frac{2pi m k_B T}{h} right)^{3/2} V )，其中 ( m ) 是分子质量，( V ) 是系统体积。
转动配分函数：对线性分子为 ( q{text{转动}} = frac{T}{Theta{text{转动}}} )，其中 ( Theta_{text{转动}} ) 是转动特征温度。
振动配分函数：每个振动模式贡献 ( q_{text{振动}} = frac{1}{1 - e^{-h u / (k_B T)}} )，( u ) 是振动频率。
电子配分函数：通常基态电子能级占主导，( q{text{电子}} approx g{text{电子基态}} )。

3.应用

通过分子配分函数可计算宏观热力学量：

内能：( U = N k_B T left( frac{partial ln q}{partial T} right)_V )
熵：( S = N k_B left( ln frac{q}{N} + 1 right) + frac{U}{T} )
亥姆霍兹自由能：( F = -N k_B T ln q )

4.注意事项

温度依赖性：温度升高时，更多高能级被占据，配分函数值增大。
与系统配分函数的区别：分子配分函数（( q )）描述单粒子，系统配分函数（( Q )）用于多粒子体系，对独立粒子体系有 ( Q = frac{q^N}{N!} )（玻尔兹曼统计）。

示例

对理想气体中的双原子分子，其总配分函数需分别计算平动、转动、振动和电子部分的贡献，再相乘得到整体 ( q )。例如，常温下转动和振动自由度的贡献可能因特征温度不同而显著差异。