分子光谱

出处：按学科分类—自然科学总论 山东人民出版社《方法大辞典》第152页（1001字）

处于某一状态的分子都有一定能量，这些能量是量子化的。

当将光源发出的白光照射到分子上时，如果分子在入射光的作用下，从能级E₁跃迁到E₂，就要吸收光子，吸收光子的频率υ为

若用仪器观察通过分子后的光就会发现在整个亮区中有一条黑线。除了能级E₁与E₂之间的跃迁外，还可能发生其它能级间的跃迁，还可吸收其它频率的光。

若用照相底版将通过某一样品的光接收下来，便得一条条的黑线，若用记录仪记录，则必有一个个的吸收峰。这称为分子吸收光谱，或简称为分子光谱。

分子的运动除整个分子的平动外，包括电子的运动，分子中各原子核在其平衡位置的微小振动和分子作为一个整体绕着质心的转动。若忽略这三种运动方式的相互作用，整个分子的能量E等于这三部分能量之和。

E=Ee+Ev+Er

式中Ee表示电子能量，E_v表示振动能量，Er表示转动能量，这样，分子从E₁跃迁到E₂所吸收光子的频率为

我们看到，V等于三种运动状态的改变所贡献的频率之和。电子能级间隔最大，振动能级间隔次之，转动能级间隔最小。

若用光子能量很小的远红外线照射分子，只能引起分子转动能级的跃迁，这样得到的光谱称为转动光谱或远红外光谱。

若用光子能量稍高些的红外线照射分子，则能引起分子振动能级的改变，而同时必然伴有转动能级的改变，这称为振动光谱或红外光谱。

若使用光子能量更高的可见光或紫外光照射分子，则可引起分子电子能级的跃迁，而同时还伴随有振动和转动能级的跃迁，这样得到的光谱称为电子光谱或紫外光谱。

分子光谱中各谱线的强度互不相同，它与相应两能级间的跃迁几率有关。

分子光谱给出了分子中电子能级、振动能级和转动能级的分布以及能级间跃迁几率的信息，是由分子结构决定的。分子光谱与分子结构间存在着一一对应的关系。分子光谱是研究分子结构的重要方法之一，也可用来进行定性、定量分析。