材料测试技术及方法 主讲人：潘尧坤 Tel.:15725756500 Email:panyaokun@163.com 1
1 材料测试技术及方法 主讲人：潘尧坤 Tel.: 15725756500 Email: panyaokun@163.com
第五章紫外可见吸收光谱分析 特征谱基础之分子总能量与能级结构、分子轨道与电子能级 材料一般界定在固体物质范围，固体由 原子（离子）聚集成分子态、晶态和非晶态等 固体物质的不同存在形式。 一、原子能态及其表征 二、分子运动与能级 三、原子的磁矩和原子核自旋（选学） 四、固体的能带结构（自学) 2
2 第五章 紫外可见吸收光谱分析 特征谱基础之分子总能量与能级结构、分子轨道与电子能级 材料一般界定在固体物质范围，固体由 原子(离子)聚集成分子态、晶态和非晶态等 固体物质的不同存在形式。 一、原子能态及其表征 二、分子运动与能级 三、原子的磁矩和原子核自旋（选学） 四、固体的能带结构 （自学）
分子运动与能态 P分子由原子组成，原子结合成分子时可以是共价键，也可以 是离子键，本处仅限于讨论共价键的情况. 1、分子的总能量与能级结构 一 般分子总能量(E)可近似认为由分子中各原子核外电子 轨道运动能量(E。),原子（或原子团）相对振动能量 E,)及整个分子绕其质心转动的能量E)组成，即 E=E+E+E。 3
3 分子运动与能态 p 分子由原子组成，原子结合成分子时可以是共价键，也可以 是离子键，本处仅限于讨论共价键的情况． 1．分子的总能量与能级结构 一般分子总能量(E)可近似认为由分子中各原子核外电子 轨道运动能量(Ee )，原子(或原子团)相对振动能量 (Ev )及整个分子绕其质心转动的能量(Er )组成，即
V=2 兰4 V'=1 J=2 升=0 'm4 V'=0 '=2 B '=0 V=4 y"=3 V"兰2。 J-4 三J”=2 J*=0 J=4 J"=2 V=0 J"0 (双原子)分子能级（结构）示意图 A、B电子能级；V口、V口口-振动能级；J口、J口口- 转动能级
4 （双原子）分子能级（结构）示意图 A、B-电子能级；V 、V -振动能级；J 、J - 转动能级
转动能级差： (相当于微波和远红外) 1:1.25 -0.012 cm 振动能级差： (红外) 1:2.5'103-1.2510-4cm 电子能级跃迁： (近红外，可见，紫外，远紫外) 1:1.25’10-4-6'106cm 一般地， □ER<OEv<□Ee
5 转动能级差： （相当于微波和远红外） 振动能级差： （红外） 电子能级跃迁： （近红外，可见，紫外，远紫外) 一般地, ER < Ev < Ee
2、分子轨道与电子能级 按分子轨道理论，分子轨道可近似用原子轨 道的线性组合表示。分子轨道可分为成键轨 道与反键轨道 p 按价键理论，具有未成对电子的原子接近时 可因未成对电子配对从而使原子轨道部分 重叠形成分子轨道。自旋反向的未成对电子配 对形成成键轨道，自旋同向电子配对则形成反键 轨道。 6
6 2、分子轨道与电子能级 p 按分子轨道理论，分子轨道可近似用原子轨 道的线性组合表示。分子轨道可分为成键轨 道与反键轨道 p 按价键理论，具有未成对电子的原子接近时 可因未成对电子配对从而使原子轨道部分 重叠形成分子轨道。自旋反向的未成对电子配 对形成成键轨道，自旋同向电子配对则形成反键 轨道。
原子轨道与分子轨道的形状 H2 节面 G H H
7 原子轨道与分子轨道的形状 H2
根据分子轨道沿键轴的分布特点，将其分为 p σ轨道（轨道上相应的电子及成键作用称σ电子 与o键)：对键轴成圆柱形对称的分子轨道，即“ 头碰头” p π轨道（相应的π电子与π键）：通过键轴的节面反 对称，包含一个含键轴的节面，即“肩并肩”。 头成头 2p 2p 肩并肩
8 根据分子轨道沿键轴的分布特点，将其分为 p σ轨道(轨道上相应的电子及成键作用称σ电子 与σ键)：对键轴成圆柱形对称的分子轨道，即“ 头碰头” p π轨道(相应的π电子与π键)：通过键轴的节面反 对称，包含一个含键轴的节面，即“肩并肩”
面 00 (b)2P: 2p:. 2p:.8 原子轨道 (d)02p: 分子轨道
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节面 (b) 88 2Px. 原子轨道 (a)2px 分子轨道 10
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