
【化】 bond force constant; stretching force constant
在物理化學領域,鍵力常數(英文:Force Constant)是描述化學鍵強度與剛性的核心物理量。它定量表征了将化學鍵從其平衡位置拉伸或壓縮所需力的大小,是分子振動光譜學和結構分析的關鍵參數。
漢英對照釋義
物理意義
鍵力常數 (k) 越大,化學鍵越強、越難發生形變(如 C≡C 鍵的 k 值高于 C-C 單鍵)。其數值通過紅外或拉曼光譜中的振動頻率計算得出,公式為:
$$
u = frac{1}{2pi} sqrt{frac{k}{mu}} $$
其中 ν 為振動頻率,μ 為約化質量。
系統闡述鍵力常數在簡諧振動模型中的推導與應用(第12章分子光譜學)鍊接:oxfordtextbooks.co.uk/9780198823360
明确定義力常數為勢能函數的二階導數 鍊接:goldbook.iupac.org/terms/view/F02460
提供常見化學鍵的标準力常數實測值 鍊接:cccbdb.nist.gov/vibscjustab.asp
以 CO 分子為例:
鍵力常數(又稱力常數)是描述化學鍵在伸縮振動中抵抗形變能力的物理量,其核心概念和計算可歸納如下:
鍵力常數(k)來源于簡諧振子模型,類比彈簧的彈性系數。當原子間距偏離平衡位置(r₀)時,勢能變化遵循胡克定律公式: $$U = frac{1}{2}k(r-r_0)$$ 其中k值越大,化學鍵抵抗伸縮形變的能力越強。
振動頻率與k的關系式為: $$ u = frac{1}{2pi} sqrt{frac{k}{mu}}$$ 其中μ為約化質量($mu = frac{m_1m_2}{m_1+m_2}$),該公式常用于紅外光譜分析。
主要用于分子振動光譜分析,例如:
需注意:實際分子振動并非理想簡諧運動,該模型在較大振幅時會偏離真實情況。
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