
【醫】 molecular rotation
element; member; molecule; numerator
【計】 molecusar
【化】 molecule
【醫】 molecule
rotate; revolve; screw; turn; twirl; wheel
【化】 rotation
【醫】 roll; rolling; rotation
【經】 rotate
分子轉動(molecular rotation)在物理化學中特指分子圍繞其質心軸的周期性旋轉運動,是分子熱力學運動的三大基本形式之一。根據《現代漢語詞典》第七版,該詞對應的英文術語為"rotational motion of molecules",強調分子作為剛體在三維空間中的角動量變化。
從量子力學視角分析,分子轉動能級具有量子化特征,其能量值可通過公式表達為: $$ E_r = frac{hbar}{2I}J(J+1) $$ 其中$I$為轉動慣量,$J$為轉動量子數。《牛津化學詞典》第六版指出,這種運動形式直接影響分子的紅外光譜特征,轉動光譜常表現為微波區域的精細譜線結構。
中國大百科全書·化學卷特别強調,極性分子在轉動過程中會産生交變電場,這是微波加熱技術的理論基礎。非極性分子如O₂、N₂等雖存在轉動運動,但不會産生偶極矩變化。
分子轉動是分子熱運動的一種形式,指分子圍繞某一固定軸進行的旋轉運動,其空間取向隨時間變化。以下是詳細解釋:
定義與特征 分子轉動表現為分子整體圍繞質心的旋轉,各部分繞軸運動的速度大小和方向不同。例如,CO₂分子(直線型)圍繞垂直于分子軸的旋轉屬于轉動,而H₂O分子(非線性)可繞三個不同軸旋轉。
自由度與分子類型 根據分子結構,轉動自由度不同:
與其他運動的區别 | 運動類型 | 物理本質 | 能量表現 | |----------|----------|----------| | 平動 | 質心位置變化 | 整體動能 | | 轉動 | 空間取向變化 | 旋轉動能 | | 振動 | 原子相對位移 | 振動能 |
實際影響 分子轉動影響物質的熱容、光譜性質等。例如,通過紅外光譜可觀測轉動能級躍遷,進而分析分子結構。
注:分子轉動在氣體和液體中較顯著,固态分子因晶格限制主要表現振動。如需更深入的熱力學計算模型,可參考統計力學中轉動配分函數相關内容。
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