
【化】 stretching vibrations
price; value
【醫】 adicity; valence; valency; value
【經】 price
bond; key
【計】 K; key; keyt
【化】 key; linkage; spline
【醫】 bond; key; linkage
oscillate; vibrate; bob; librate; quiver
【化】 oscillations; vibration
【醫】 oscillate; oscillation; oscillo-; vibrate; vibration
在物理化學領域,"價鍵振動"(英文:Bond Vibration)指分子中化學鍵(尤其是共價鍵)圍繞其平衡位置所作的周期性伸縮或彎曲運動。這種振動是量子化的,其能量變化與紅外光譜等分析技術直接相關,是研究分子結構和化學鍵性質的核心概念。
價鍵振動遵循量子力學規律,其能量狀态由振動能級描述。根據諧振子模型,雙原子分子的振動頻率(( u))取決于鍵的力常數((k),反映鍵強度)和約化質量((mu)): $$
u = frac{1}{2pi} sqrt{frac{k}{mu}} $$ 非諧性振動會導緻能級間隔逐漸減小,更符合實際分子行為。
鍵長周期性變化,分為對稱與非對稱模式(如H₂O的O-H鍵伸縮)。
鍵角變化,包括面内搖擺、剪式振動等(如CO₂的O-C-O彎曲)。
這些振動在紅外光譜中表現為特征吸收峰,位置由鍵類型(如C-H、C=O)及分子環境決定。
紅外光譜(IR)和拉曼光譜是探測價鍵振動的主要工具:
應用包括:
“價鍵振動”是化學中描述分子内共價鍵周期性運動的術語,屬于微觀振動的一種。以下是詳細解釋:
基本定義
價鍵振動指原子間通過共價鍵連接時,化學鍵在平衡位置附近發生的規律性往複運動。這種振動包括兩種主要類型:
能量與頻率關系
振動頻率($
u$)與鍵能相關,可通過公式表達為:
$$
u = frac{1}{2pi} sqrt{frac{k}{mu}} $$ 其中,$k$為鍵的力常數,$mu$為兩原子的折合質量。
實際應用
價鍵振動是紅外光譜分析的基礎。不同化學鍵的振動頻率對應特定波長的紅外光吸收,例如O-H鍵的伸縮振動吸收峰在~3600 cm⁻¹。
影響因素
振動模式受原子質量、鍵強度及分子結構影響。例如,雙鍵(C=O)的力常數$k$大于單鍵(C-O),因此振動頻率更高。
擴展說明:價鍵振動屬于分子振動的一部分,與分子轉動共同構成分子的熱運動形式。此類微觀振動對物質的光學性質、化學反應活化能等均有重要影響。
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