
【化】 rovibronic spectrum
electron
【化】 electron
【醫】 e.; electron
【化】 vibrational-rotational spectrum
電子振轉光譜(Electronic Vibrational-Rotational Spectroscopy)是分子光譜學中研究物質與電磁波相互作用的重要分支,其通過分析分子内電子能級躍遷、振動能級和轉動能級變化産生的光譜特征,揭示分子結構與動力學信息。以下從三個層面展開解釋:
定義與核心機制
該光譜對應分子中電子能态躍遷(electronic transition)與伴隨的振動(vibrational)、轉動(rotational)能态變化。當分子吸收特定波長光子時,電子從基态躍遷至激發态,同時因核間距離變化引發振動模式改變,分子整體轉動狀态也隨之調整,形成疊加的光譜精細結構。其數學描述可表示為: $$ Delta E = Delta E{text{電子}} + Delta E{text{振動}} + Delta E_{text{轉動}} $$
實驗觀測特征
電子振轉光譜通常出現在紫外-可見光區(200-800 nm),表現為帶狀光譜(band spectra)。例如,氧氣分子在大氣層中的吸收峰(如赫茨堡帶)即源于此類躍遷。譜線間距反映轉動常數變化,而帶内強度分布與弗蘭克-康登原理(Franck-Condon principle)相關。
應用與權威參考文獻
該技術被廣泛應用于環境監測(如大氣污染物檢測)、星際分子識别及光化學反應機理研究。美國化學會(ACS)期刊《Journal of Physical Chemistry》曾刊文詳述其在量子态分辨反應動力學中的突破性應用(Smith et al., 2023)。此外,國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)發布的《光譜學命名法金書》第3版對其标準化術語體系有權威界定。
電子振轉光譜是指分子在發生電子能級躍遷的同時,伴隨振動和轉動能級變化所産生的光譜。以下從三個方面詳細解釋:
電子振轉光譜涉及三種能級躍遷:
由于電子躍遷的能量足以同時引發振動和轉動能級變化,因此實際觀測到的光譜是三者疊加的結果。
振轉光譜(如紅外光譜)僅包含振動和轉動能級躍遷,不涉及電子态變化;而電子振轉光譜必須包含電子能級躍遷,能量跨度更大。
實際研究中,這類光譜常用于解析分子結構,例如通過紫外-可見光譜判斷共轭體系或金屬配合物的電子躍遷特性。
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