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邱德川

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娜美克星人

[求助] 振动特征温度与转动特征温度的查询 已有1人参与

本人非相关专业，论文中要用到氮气分子的一价离子和氧气分子的一价离子它们各自的振动特征温度与转动特征温度，在前人的文献中找到了一部分数据，但是并未发现其引用文献，特想请问大家气体及其分子离子的振动特征温度与转动特征温度上哪里查找？下图是我在参考文献上找到的部分数据，请告诉我氮气分子的一价离子和氧气分子的一价离子它们各自的振动特征温度与转动特征温度是多少？谢谢！

振动特征温度与转动特征温度的查询
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1楼 2017-02-26 15:31:16
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mbchen

专家顾问 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
冰点降温: 金币+3, ICEPI+1, 解答非常详细，辛苦了！ 2017-02-27 10:44:09
邱德川: 金币+20, ★★★★★最佳答案, 推荐的教材对我有很大帮助！受教了！谢谢！ 2017-02-27 18:04:55
统计热力学给出在经典近似下，
（1维简谐振子的）振动特征温度theta_v=(h·niu)/(k_B·T)
（直线刚性转子的）转动特征温度theta_r=(hbar)^2/(2I·k_B·T)
其中
niu：振动频率
k_B：Boltzmann常数
h：Planck常数
hbar：Planck常数除以2pi
pi：圆周率
I：转动惯量
T：绝对温度

然后你根据具体分子的具体数据去计算。如
（1维简谐振子的）振动频率niu=(1/2pi)[k/m_red]^(1/2)
其中
k：力常数
m_red：折合质量

请参考任意一本统计力学或统计热力学均可。如唐有祺先生的《统计力学及其在物理化学中的应用》第3、4章。
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2楼2017-02-27 08:03:02
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邱德川

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娜美克星人
十分感谢推荐的书目，但是还有1个问题想追问一下：
氮气分子的N=N键力常数我在书里并未找到，了解到其是通过下式计算得到，但是位能又是一个新的物理量，我不太清楚怎么求，望告知。Herzberg书中给出了re这个量，请问这个量对应的是平均距离还是实际距离？
U=1/2K(r-r0)2------1/2乘以K乘以(r-r0)平方
K---化学键力常数（N/cm）
r---原子间实际距离
r0---原子间平均距离
U---位能
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不怕虎一样的敌人，就怕猪一样的队友
3楼2017-02-27 20:59:31
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mbchen

专家顾问 (著名写手)
两种途径可以得到氮气分子的N=N键力常数
（1）查氮的分子光谱实验的振荡频率数据（这点我没有具体经验）
（2）理论化学计算：在平衡键长左右分别用Gaussian软件中的各种量子化学程序计算不同键长下的体系静态能量，然后用二次函数拟合，得到力常数。这还是很容易办到的。
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4楼2017-02-27 22:17:19
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mbchen

专家顾问 (著名写手)
★ ★ ★
冰点降温: 金币+3, 谢谢专家解答，辛苦了。 2017-02-28 09:32:18
至于平均距离还是实际距离，我估计就是你的r0，也称平衡键长。

至于参考书，有很多：如
胡红智,马思渝编，《计算化学实验》，北京师范大学出版社，2008年
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邱德川
5楼2017-02-27 22:27:25
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邱德川

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娜美克星人
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引用回帖:
5楼: Originally posted by mbchen at 2017-02-27 22:27:25
至于平均距离还是实际距离，我估计就是你的r0，也称平衡键长。

至于参考书，有很多：如
胡红智,马思渝编，《计算化学实验》，北京师范大学出版社，2008年

好的，回头好好学习一下。想再问一下，是否氮气分子与一价的氮气分子粒子它们的转动特征温度是相等的呢？因为转动特征温度中的变量里只有转动惯量I不同，而两者的转动惯量中原子质量与核间距几乎都相同，所以是否他俩的值很接近呢？
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不怕虎一样的敌人，就怕猪一样的队友
6楼2017-02-28 20:53:17
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mbchen

专家顾问 (著名写手)
★ ★
冰点降温: 金币+2, 谢谢专家解答，辛苦了。 2017-03-02 09:44:00
引用回帖:
6楼: Originally posted by 邱德川 at 2017-02-28 20:53:17
好的，回头好好学习一下。想再问一下，是否氮气分子与一价的氮气分子粒子它们的转动特征温度是相等的呢？因为转动特征温度中的变量里只有转动惯量I不同，而两者的转动惯量中原子质量与核间距几乎都相同，所以是否他 ...

定性地看氮气分子与一价的氮气分子的平衡键长不同，于是转动惯量也不同。
但是，到底相差多大呢？有两个办法：
（1）查文献中的实验数据。
（2）可以用量子化学计算软件算一算，两者只差一个电荷。
也许差得很小，我没把握。
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7楼2017-03-02 09:20:25
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xwbpf83
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8楼2017-08-19 10:36:32
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rncsne70
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9楼2017-08-19 16:03:47
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