分子的經(jīng)典力學(xué)模型——鍵角的彎曲運(yùn)動(dòng)
HC1是一個(gè)簡(jiǎn)單的雙原子分子,只有H原子和C1原子之間共價(jià)鍵伸縮振 動(dòng)這樣一種分子內(nèi)振動(dòng)模式。復(fù)雜的多原子分子,將有更多的分子內(nèi)振動(dòng)模 式。例如,由一個(gè)O原子和兩個(gè)H原子組成的HzO分子,有三種分子內(nèi)振動(dòng) 模式,分別對(duì)應(yīng)H—0鍵的對(duì)稱伸縮振動(dòng)、H—O鍵的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)、H- ()—H鍵角的彎曲振動(dòng)(bond angle bending)。一般地,一個(gè)由N個(gè)原子組成 的復(fù)雜分子,共有3N—6個(gè)內(nèi)部振動(dòng)模式(如果是線形分子,則有3N—5個(gè) 內(nèi)部振動(dòng)模式)。
由N個(gè)原子組成的分子,最少只有N—1個(gè)化學(xué)鍵,遠(yuǎn)少于分子內(nèi)部振 動(dòng)模式的數(shù)量。因此,除共價(jià)鍵的伸縮振動(dòng)外,分子中必定還有其他振動(dòng) 模式。
當(dāng)鍵角偏離參考值時(shí),分子能量發(fā)生變化。這種運(yùn)動(dòng)引起的分子勢(shì)能的變 化,常用二次函數(shù)表示,

這是一個(gè)與諧振子勢(shì)函數(shù)相似的簡(jiǎn)單勢(shì)函數(shù),只有兩個(gè)參數(shù),&是參考鍵角,尿 是力常數(shù)。參考鍵角與平衡鍵角的關(guān)系,同參考鍵長(zhǎng)與平衡鍵長(zhǎng)的關(guān)系類似。諧 振子形式的勢(shì)函數(shù)雖不能描述鍵角變化的全部特征,但可以比較精確地描述參考 位置附近能量的變化。更精確的勢(shì)函數(shù).可以在此基礎(chǔ)上增加立方項(xiàng)等高次幕項(xiàng),

