物理专题大学

附着分子自由度

自由度是物体的运动方程中可以写出的独立坐标的个数。单原子分子有三个自由度，双原子分子和三原子分子在不考虑振动的情况下等效为刚体，分别有五个自由度(三级两转)和六个自由度(三级三转)。考虑振动后，双原子分子加1，三原子分子加2。

(1)单原子分子:He、Ne、Ar等分子只有一个原子，可视为自由粒子，因此有三个平移自由度i = t = 3。

(2)刚性双原子分子，如氢、氧、氮、一氧化碳、一氧化碳等。两个原子之间的距离保持不变。就像两个质点由一根没有质量的细刚性杆(像哑铃一样)连接起来，需要三个独立的坐标(x，y，z)来确定其质心O’的空间位置；需要两个独立的坐标(如α，β)来确定粒子线的空间方位，两个粒子绕线的旋转是没有意义的。所以刚性双原子分子不仅有三个平动自由度，还有两个转动自由度，总* * *有五个自由度i = t+r =3+2 = 5。

(3)刚性的三原子或多原子分子，如H2O和氨，只要原子不是排成一条直线，就可以看作自由刚体。* * *有六个自由度，i = t+r = 3+3 = 6。