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xuemeng111

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[交流] 怎样理解分子的平动、转动和振动？已有1人参与

怎样理解分子的平动、转动和振动？

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1楼 2012-05-07 11:47:10

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zhangmt

至尊木虫 (著名写手)

我叫MT

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gmy1990: 金币+3 2012-05-07 20:06:34

哲学告诉我们，运动是绝对的，静止是相对的。分子无时无刻不在运动中，但所有的运动形式，可以归纳成平动、转动、振动这三种形式，任何运动形式都可以看成这三种运动的组合。
1、平动：指分子整体的移动，在三维空间中，任何整体的平动都可以投影到XYZ三个坐标轴上，因此，分子的平动只有3个自由度；
2、转动：指分子整体绕一个轴旋转，显然，在三维空间中，转动也都可以投影到绕XYZ三个轴的旋转，然而，对于单原子分子，不存在转动——质点无法绕质心转动，对于直线性分子（比如CO或者CO2），绕键轴的旋转也是无法判定的，因此只有两个旋转自由度；
3、振动：指分子内部，原子之间的相对运动，都归纳于振动。可以包括键长的增减、键角的增减、二面角的增减等等。取决于组成分子的原子的个数。
由于每个原子都存在xyz三个坐标，任何一个原子的xyz的变化都是一种运动形式，所以整个分子的运动自由度为3N(N为原子个数)，扣除平动的3个自由度，再扣除转动的自由度（对于线性分子为2，其他多原子分子为3），则振动自由度就剩下3N-5或者3N-6了。当然，对于单原子分子，就只有3个平动自由度了——没有转动，也没有振动。
以上仅是就真空气相中的分子而言，对于原子在晶格平衡位置附件的微小振动，与上述的振动，不是同一个概念。