振動自由度 分析化學中,分子基本震動數目,或獨立振動數目。 分子的運動由平動、轉動和振動三部分組成。平動可視為分子的質心在空間 的位置變化,轉動可視為分子在空間取向的變化,振動則可看成分子在其質心和 空間取向不變時,分子中原子相對位置的變化。對於一個原子數為 N 的分子來 說, 總共具有 3N個運動自由度, 需要3個空間座標來確定這個分子質心的位置, 如果這個分子是非直線的,則需要3個座標來確定分子在空間的取向;如果是直 線分子,2個座標就可以確定分子在空間的取向。因此需要6個座標確定非線性 分子的平動和轉動自由度,5個座標確定線性分子的平動和轉動自由度。在確定 分子的平動和轉動自由度數量後,剩下的就是分子的振動自由度。 從以上的討論可以看出,一個非線性分子具有 3N-6 個振動自由度,線性分 子具有 3N-5 個振動自由度。每個振動自由度代表一種獨立的振動方式,稱為簡 正模式(normal modal)。在簡正模式中,分子的質心和空間取向保持不變,每個 原子以相同的頻率在平衡位置附近振動,同時透過平衡點。簡正模式是分子最基 本的振動方式。
振動自由度 分析化學中,分子基本震動數目,或獨立振動數目。 分子的運動由平動、轉動和振動三部分組成。平動可視為分子的質心在空間 的位置變化,轉動可視為分子在空間取向的變化,振動則可看成分子在其質心和 空間取向不變時,分子中原子相對位置的變化。對於一個原子數為 N 的分子來 說, 總共具有 3N個運動自由度, 需要3個空間座標來確定這個分子質心的位置, 如果這個分子是非直線的,則需要3個座標來確定分子在空間的取向;如果是直 線分子,2個座標就可以確定分子在空間的取向。因此需要6個座標確定非線性 分子的平動和轉動自由度,5個座標確定線性分子的平動和轉動自由度。在確定 分子的平動和轉動自由度數量後,剩下的就是分子的振動自由度。 從以上的討論可以看出,一個非線性分子具有 3N-6 個振動自由度,線性分 子具有 3N-5 個振動自由度。每個振動自由度代表一種獨立的振動方式,稱為簡 正模式(normal modal)。在簡正模式中,分子的質心和空間取向保持不變,每個 原子以相同的頻率在平衡位置附近振動,同時透過平衡點。簡正模式是分子最基 本的振動方式。