复旦大学谱学导论2007期中答案汇总.pdf

2007年谱学导论期中考试答案 （2007 年11 月26 日） 姓名 ； 学号 ；所在系 ；成绩 一．请问在下列分子：N , CO, CO , CH Cl , H O, SF 中， 2 2 2 2 2 6 ⑴ 哪些能出现纯转动微波谱？ ⑵ 哪些能出现红外吸收光谱？ ⑶ 哪些能出现转动拉曼光谱？ ⑷ 哪些能出现振动拉曼光谱？ 答案：出现光谱的条件可用始态和终态之间的跃迁矩阵元是否为非零来作判断，对于 以上光谱的选择定则应是: (1) 有偶极矩的分子才有微波谱。 上述分子中同核双原子分子N ，非极性的线性分子CO ，球陀螺分子SF 没有偶极矩， 2 2 6 所以无微波谱。而异核双原子分子CO，不对称陀螺分子CH C1 和H O 有偶极矩，所以有 2 2 2 微波谱。 (2) 凡是其简正振动模式中伴有偶极矩改变的分子才有红外吸收光谱。 上述分子中 N 在其唯一伸缩振动中无偶极矩及其变化，故无红外光谱，其余分子 CO, 2 CO , CH Cl , H O, SF 在其3N-6(线性分子为3N-5)种振动模式中总存在有偶极矩变化的简 2 2 2 2 6 正振动模式，所以有红外吸收光谱。 (3) 凡是转动时有极化率变化的分子才有转动拉曼光谱。 上述分子中仅球形分子在转动时各方向极化率保持不变，故SF 无转动拉曼光谱，而其 6 余分子N , CO, CO , CH Cl , H O,转动时均伴有极化率改变，故有转动拉曼光谱。 2 2 2 2 2 (4) 凡是其简正振动模式中伴有极化率改变的分子才有振动拉曼光谱。 上述各分子N , CO, CO , CH Cl , H O, SF 在其3N-6(线形分子3N-5)种简正振动模式中 2 2 2 2 2 6 都有极化率变化的简正模式，所以所有分子均有振动拉曼光谱。 二．由转动拉曼光谱测得 N 和 O 的相邻谱线间隔的波数分别是7.99 和 11.50 2 2 cm 1，已知O 分子的转动拉曼光谱受核自旋影响是交替消失的。分别求N 2 2 和O 的核间距。 2 答案：同核双原子分子虽无红外光谱但有拉曼光谱，可由此计算核间距，但需注意由 于受其对称性和核自旋的影响，会产生谱线的交替强弱变化或交替消失。若核自旋量子数 I 0 （如O 分子），则偶数J消失，若I 0 （如N 分子），则只是产生谱线强弱的交替变 2 2 化而并不消失。据此，计算如下： 氮分子（I = 1 ）：相邻谱线间距为4B7.99cm1 34 h 6.626210 所以，I   氮 2   2 8