式:
二原子分子の振動エネルギーレベルは、次の方程式によって与えられます。
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e(v)=(v + 1/2) * h *ν
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どこ:
* e(v) 振動レベルのエネルギー *V *
* v 振動量子数(0、1、2、...)ですか
* h プランクの定数(6.626 x 10^-34 j s)
* ν 分子の振動周波数です
問題:
振動周波数(ν)は次のものに依存します。
* 分子の還元質量(μ): μ=(m1 * m2) /(m1 + m2)、m1とm2は2つの原子の質量です。
* 結合の力定数(k): これは、2つの原子間の結合の剛性を表しています。
最初の2つの振動エネルギーレベル(E(0)およびE(1))を計算するには、次のことを知る必要があります。
1。分子内の2つの原子の質量。
2。結合の力定数。
例:
500 n/mの力定数を持つ二原子分子があり、原子の質量が1.67 x 10^-27 kg(水素)および1.67 x 10^-26 kg(酸素)であるとしましょう。
1。減少質量(μ)を計算します:
μ=(1.67 x 10^-27 kg * 1.67 x 10^-26 kg) /(1.67 x 10^-27 kg + 1.67 x 10^-26 kg)=1.51 x 10^-27 kg
2。振動周波数(ν)を計算します:
ν=(1 /2π) *√(k /μ)=(1 /2π) *√(500 n / m / 1.51 x 10^-27 kg)=1.29 x 10^14 Hz
3。最初の2つのエネルギーレベルを計算します:
* e(0)=(0 + 1/2) * 6.626 x 10^-34 J S * 1.29 x 10^14 Hz =4.28 x 10^-20 j
* e(1)=(1 + 1/2) * 6.626 x 10^-34 J S * 1.29 x 10^14 Hz =1.28 x 10^-19 j
したがって、この仮想分子の最初の2つの振動エネルギーレベルは4.28 x 10^-20 jおよび1.28 x 10^-19 j。です
覚えておいてください: これは単なる例です。あなたは、そのエネルギーレベルを計算するために、あなたの珪藻分子の特定の質量と力定数を知る必要があります。