分子光谱在论文研究中的应用

原子光谱和分子光谱两者都是光谱并列的两类，但是也存在本质差别，具体区别如下。

原子光谱和分子光谱的相同点

无论原子还是分子的光谱，都是内部运动能级之间跃迁的结果。它们对光谱都没有贡献。因为分子的外部运动只有平动，即分子整体的平动运动，而且原子的外部运动也只有原子整体的平动运动，平动能级之间的能级差很小，那种跃迁波长极长，不在通常光谱测量的范围之内。

原子光谱和分子光谱的不同点

1、产生方式不同

原子光谱是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱，并且在能级间跃迁，且吸收光谱条纹可与发射光谱一一对应。每一种原子的光谱都不同。

分子光谱指分子从一种能态改变到另一种能态时的吸收或发射光谱，它主要由分子绕轴的转动、分子中原子在平衡位置的振动和分子内电子的跃迁产生。

2、两者作用不同

分子光谱是提供分子内部信息的主要途径，根据分子光谱可以确定分子的转动惯量、分子的键长和键强度以及分子离解能等许多性质，从而可推测分子的结构。而现在，分子光谱学的成果对天体物理学、等离子体和激光物理学有着极重要的意义。

原子光谱提供了原子内部结构的丰富信息。它的研究对激发器的诞生和发展起着重要作用，并且将进一步促进激光技术的发展；反过来激光技术也为光谱学研究提供了极为有效的手段。原子光谱技术还广泛地用于化学、天体物理、等离子体物理等和一些应用技术学科之中。

3、两者运动形式不同

原子的内部运动，只有电子的运动，故只有其中电子能级之间的跃迁才造成光谱。原子的原子核只是一个有电荷、有磁矩的质点，在没有外加磁场的条件下，不存在运动的能级可供跃迁。总之，原子光谱比较简单，只是其中电子能级之间跃迁的结果，即电子光谱。原子整体的转动运动，转动惯量很小，故能级差很小，所以对光谱也没有贡献。

分子的内部运动就比较多，比如有分子整体绕过其重心的转动运动、分子内各个键的运动，和分子中各个电子能级之间的跃迁。即所谓转动、振动和电子运动。

扩展资料

光谱的分类

1、按波长区域分

在一些可见光谱的红端之外，存在着波长更长的红外线；同样，在紫端之外，则存在有波长更短的紫外线。红外线和紫外线都不能为肉眼所觉察，但可通过仪器加以记录。因此，除可见光谱，光谱还包括有红外光谱与紫外光谱。

2、按产生方式分

按产生方式，光谱可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱。

有的物体能自行发光，由它直接产生的光形成的光谱叫做发射光谱。

发射光谱可分为三种不同类别的光谱：线状光谱、带状光谱和连续光谱。线状光谱主要产生于原子，由一些不连续的亮线组成；带状光谱主要产生于分子由一些密集的某个波长范围内的光组成；连续光谱则主要产生于白炽的固体、液体或高压气体受激发发射电磁辐射，由连续分布的一切波长的光组成。

在白光通过气体时，气体将从通过它的白光中吸收与其特征谱线波长相同的光，使白光形成的连续谱中出现暗线。此时，这种在连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱被称作吸收光谱。通常情况下，在吸收光谱中看到的特征谱线会少于线状光谱。

当光照射到物质上时，会发生非弹性散射，在散射光中除有与激发光波长相同的弹性成分外，还有比激发光波长长的和短的成分，后一现象统称为拉曼效应。这种现象于1928年由印度科学家拉曼所发现，因此这种产生新波长的光的散射被称为拉曼散射，所产生的光谱被称为拉曼光谱或拉曼散射光谱。

3、按产生本质分

按产生本质，光谱可分为分子光谱与原子光谱。

在分子中，电子态的能量比振动态的能量大50～100倍，而振动态的能量又比转动态的能量大50～100倍。因此在分子的电子态之间的跃迁中，总是伴随着振动跃迁和转动跃迁的，因而许多光谱线就密集在一起而形成分子光谱。因此，分子光谱又叫做带状光谱。

在原子中，当原子以某种方式从基态提升到较高的能态时，原子内部的能量增加了，原子中的部分电子提升到激发态，然而激发态都不能维持，在经历很短的一段随机的时间后，被激发的原子就会回到原来能量较低的状态。因为这种原子能态的变化是非连续量子性的，所产生的光谱由一些不连续的亮线所组成，所以原子光谱又被称作线状光谱。

参考资料来源：百度百科-原子光谱

参考资料来源：百度百科-分子光谱

因为原子中的电子跃迁是在电子态之间进行的（也是有电子态），各个能级之间的间隔较大，所以光谱上反映出来的是现状光谱。而分子中的电子跃迁不仅是电子态之间的跃迁，还有电子态能级内的振动态跃迁，以及振动态内的转动态跃迁，能级间隔很密集，所以反映在光谱上是带状光谱。

紫外吸收光谱的应用如下：

紫外吸收光谱和可见吸收光谱都属于分子光谱，它们都是由于价电子的跃迁而产生的。利用物质的分子或离子对紫外和可见光的吸收所产生的紫外可见光谱及吸收程度可以对物质的组成、含量和结构进行分析、测定、推断。

紫外可见吸收光谱应用广泛，不仅可进行定量分析，还可利用吸收峰的特性进行定性分析和简单的结构分析，测定一些平衡常数、配合物配位比等；也可用于无机化合物和有机化合物的分析，对于常量、微量、多组分都可测定。

物质的紫外吸收光谱基本上是其分子中生色团及助色团的特征，而不是整个分子的特征。如果物质组成的变化不影响生色团和助色团，就不会显著地影响其吸收光谱，如甲苯和乙苯具有相同的紫外吸收光谱。另外，外界因素如溶剂的改变也会影响吸收光谱。

在极性溶剂中某些化合物吸收光谱的精细结构会消失，成为一个宽带。所以，只根据紫外光谱是不能完全确定物质的分子结构，还必须与红外吸收光谱、核磁共振波谱、质谱以及其他化学、物理方法共同配合才能得出可靠的结论。

光谱的原理：

光谱，是复色光经过色散系统分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，全称为光学频谱。光谱中最大的一部分可见光谱是电磁波谱中人眼可见的一部分，在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光。光谱并没有包含人类大脑视觉所能区别的所有颜色，譬如褐色和粉红色。

光波是由原子运动过程中的电子产生的电磁辐射。各种物质的原子内部电子的运动情况不同，所以它们发射的光波也不同。研究不同物质的发光和吸收光的情况，有重要的理论和实际意义，已成为一门专门的学科——光谱学。分子的红外吸收光谱一般是研究分子的振动光谱与转动光谱的，其中分子振动光谱一直是主要的研究课题。