第七章统计热力学基础 物理化学电子教案 统计热力学的基本任务 根据对物质结构的某些基本假定,以及实验所 得的光谱数据,求得物质结构的一些基本常数,如 核间距、键角、振动频率等。 利用这些数据可以计算分子配分函数。再根 据配分函数求出物质的热力学性质,这就是统计 热力学的基本任务
第七章 统计热力学基础 物理化学电子教案 统计热力学的基本任务 根据对物质结构的某些基本假定，以及实验所 得的光谱数据，求得物质结构的一些基本常数，如 核间距、键角、振动频率等。 利用这些数据可以计算分子配分函数。再根 据配分函数求出物质的热力学性质，这就是统计 热力学的基本任务
第七章统计热力学基础 物理化学电子教案 2.統计体系的分类 (1)按照粒子之间有无相互作用力,可分为: 独立粒子体系粒子之间相互作用非常微弱,可 忽略不计,如理想气体等 体系总能量等于各个粒子能量之和,即 U=∑Ne 非独立粒子体系粒子之间相互作用不可忽略, 如实际气体和液体等体系总能量除自身能量之外, 还包括粒子之间相互作用的势能,即 ∑NG+U
第七章 统计热力学基础 物理化学电子教案 2.统计体系的分类 (1) 按照粒子之间有无相互作用力, 可分为: 独立粒子体系 粒子之间相互作用非常微弱, 可 忽略不计, 如理想气体等. 体系总能量等于各个粒子能量之和, 即 = i U Ni i 非独立粒子体系 粒子之间相互作用不可忽略, 如实际气体和液体等. 体系总能量除自身能量之外, 还包括粒子之间相互作用的势能, 即 U N Up i = i i +
第七章统计热力学基础 物理化学电子教案 (2)按照粒子是否可辨,或是否有确定位置分 为: 定域子体系或称定位体系,可辩粒子体系)粒 子运动局限在一较小的空间范围内可加以区分 如原子晶体 离域子体系或称非定位体系,等仝粒子体系) 粒子不可以区分 如气体
第七章 统计热力学基础 物理化学电子教案 定域子体系(或称定位体系, 可辩粒子体系) 粒 子运动局限在一较小的空间范围内,可加以区分. 如原子晶体 离域子体系(或称非定位体系, 等仝粒子体系) 粒子不可以区分. 如气体 (2) 按照粒子是否可辩, 或是否有确定位置分 为:
第七章统计热力学基础 物理化学电子教案 3.粒子的還动形式及能级公式 按照量子力学观点微观粒子运动具有波粒二 象性,对一个质量为m在势场V中运动的微粒来说, 其运动服从物质的波动方程 Schrodinger方程: Hy=ey H为哈密顿算符,为粒子定态波函数,E为该 稳定粒子的能量 波函数y用来描述微观粒子的运动状态, 个v的数值表示微观粒子的一个可能的运动状态, 即量子态
第七章 统计热力学基础 物理化学电子教案 3.粒子的运动形式及能级公式 按照量子力学观点, 微观粒子运动具有波粒二 象性, 对一个质量为m,在势场V 中运动的微粒来说, 其运动服从物质的波动方程—Schrodinger方程: H ˆ = E H ˆ 为哈密顿算符, 为粒子定态波函数, E为该 稳定粒子的能量 . 波函数 用来描述微观粒子的运动状态, 一 个 的数值表示微观粒子的一个可能的运动状态, 即量子态. i
第七章统计热力学基础 物理化学电子教案 具有不同运动特点的粒子的波动方程数学解 证明:一个粒子的能量不是任意的,只能取某些确 定的、不连续的值,即能量是量子化的对每一个 能量取值n都有一相应描述体系状态波函数ynm 与之对应,这些不连续的能量值都是哈密顿算符 的本征值按值由大到小排列起来,象一级级的阶 梯称为能级当有几个微态vnm所对应能级值相 同时,就称这些能级是简并的.具有相同能量值的 能级的个数叫该能级的简并度,用g表示
第七章 统计热力学基础 物理化学电子教案 具有不同运动特点的粒子的波动方程数学解 证明: 一个粒子的能量不是任意的, 只能取某些确 定的、不连续的值, 即能量是量子化的. 对每一个 能量取值εn ,都有一相应描述体系状态波函数ψn,l,m 与之对应, 这些不连续的能量值都是哈密顿算符 的本征值. 按值由大到小排列起来, 象一级级的阶 梯,称为能级.当有几个微态ψn,,l,m 所对应能级值相 同时, 就称这些能级是简并的. 具有相同能量值的 能级的个数叫该能级的简并度, 用g表示