【物理化学Ⅰ】(9)- 统计热力学.ppt

物理化学(Ⅰ)
(PHYSIVAL CHAMISTRY)

(9)
Evaluation of molecular partition functions
1. Separation of molecular partition function
对独立子系
:分别为粒子的平动、转动、
振动、电子和原子核运动的
能级
分别称为分子的平动、转动、振动、电
子运动、核运动配分函数
q: 分子的总配分函数
2. Calculation of translational partition function
一维平动子的能级公式
a:一维平动子的运动距离
h: Planck 常数,h=×10-34J ·s
m:粒子的质量
nx:平动量子数 n=1,2,…∞
以N2为例: m=×10-26 kg,若a=10cm
室温下:
平动能级间隔很小,可以近似看作是连续的
在三维空间运动的平动子的能级:
nx,ny, nz: 分别为在x,y,z三个方向运动的平
动量子数,可各自独立取 1~∞的正
整数
a,b,c: 立方三维空间的三边长度
例:计算298K, N2(g)的qt
3. Rotational partition function
将双原子分子看作是有固定转动惯量距的刚性
转子
r
m1
m2
转动能级:
J :转动量子数, J= 0,1,2,…
转动惯量距(moment of inertia)
: 折合质量( reduced mass)
转动能级是简并能级
J = 0 1 2 …
g = 1 3 5 …
以N2为例:
r = ×10-10 m
I = ×10-46 kg m2
对大多数分子而言,转动能级也可近似看作是
连续的
室温下:
Is called characteristic rotational temperature
(转动特征温度)
物质 H2 N2 O2 CO HCl
Θr/K
对绝大多数气体,室温下Θ/T<<1