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1定義

分析化學中,分子基本震動數目,或獨立振動數目。

2原理

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個空間坐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個坐標來確定分子在空間的取向;如果是直線分子,2個坐標就可以確定分子在空間的取向。因此需要6個坐標確定非線性分子的平動和轉動自由度,5個坐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后,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(非直線)分子具有 3N-6 個振動自由度,線性(直線)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,同時通過平衡點。間歇振動模式是分子最基本的振動方式。多原子分子的振動

3外在表現

分子的振動自由度可以通過紅外光譜的吸收峰來體現。從原則上講,每一個振動自由度相當於紅外區的一個吸收峰,但實際的紅外吸收峰的數目常少于振動自由度的數目。這是因為:不伴隨偶極變化的振動沒有紅外吸收峰;振動頻率相同的不同振動形式會發生簡併;解析度不高的儀器很難將頻率接近的吸收峰分開;
靈敏度不夠的儀器檢測不出弱的吸收峰。

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