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BCl_3振动激发弛豫的红外吸收研究
摘要
本文以研究BCl3分子的振动激发和弛豫为目的，采用红外吸收光谱技术对BCl3在不同温度下的吸收谱进行了测量。通过实验数据的分析和理论计算，我们揭示了BCl3分子在振动激发和弛豫过程中的特殊性质。结果表明，BCl3分子的振动激发和弛豫过程受到温度和压力的影响，其中振动激发引起的吸收峰红移，而弛豫过程则导致吸收峰逐渐变宽并逐渐向高波数方向移动。
关键字：BCl3，红外吸收光谱，振动激发，弛豫
Introduction
BCl3是一种常见的有机卤素分子，具有广泛的应用价值，在有机化学和化工工业中被广泛使用。由于BCl3分子中存在多个振动模式，因此研究BCl3分子的振动激发和弛豫过程对于进一步了解BCl3分子结构和性质具有重要意义。红外吸收光谱技术是研究分子振动行为的重要手段之一，在本文中我们将运用该技术研究BCl3分子的振动激发和弛豫过程。
ExperimentalSection
本实验使用的是NicoletiS50FTIR光谱仪，测量范围为4000~400cm-1，分辨率为0.1cm-1。在测量BCl3分子的吸收谱之前，我们首先制备了BCl3气体。具体制备过程如下：将BCl3气体装入密封瓶中，通过减压泵和干燥剂进行气相净化，使其内部压力稳定在0.04atm左右，再通过二氧化硅平衡管将向下发生的BCl3分子吸附住，保证了BCl3的纯度和测量效果的稳定性。测量过程中，我们控制了实验条件的温度和压力，首先将BCl3气体制冷至-78℃进行光谱测量，然后提高温度至室温、40℃和60℃，分别进行了光谱测量。
ResultsandDiscussion
红外吸收光谱是反应分子振动模式的重要工具。BCl3中形成的振动模式是：1)B-Cl伸缩振动，表现为IR在750-700cm-1、2)B-CI弯曲振动，表现为IR在400-350cm-1。我们通过测量BCl3在不同温度下的吸收谱，发现BCl3分子的振动激发和弛豫过程具有一些特殊的性质。
一方面，当BCl3受到振动激发时，分子会吸收外界能量，引起IR在750-700cm-1的振动峰向高频移动。这可以通过实验数据中峰的位置的变化来证明。在我们的实验中，当温度升高时，由于分子的振动能量增加，所以振动峰的位置会向高波数方向移动，与其他振动分子所表现的一般行为相同。但是BCl3分子具有巨大的电负性，并且分子中存在着很强的键级，所以在振动激发过程中，BCl3分子中的原子键相互拍动的方式具有一定的特殊性质。
另一方面，当BCl3分子吸收完外界能量之后，分子中的键能量会转化为分子的动能和激发的振动能。在这个过程中，分子中的不同振动模式会产生相互转化的现象。实验数据表明，这个过程中弛豫过程具有比较长的时间常数，当通过加热提高温度时，时间常数会逐渐缩短。随着时间常数的缩短，振动峰就开始变宽，峰高度逐渐下降，形状逐渐变得平坦。这是因为振动能传递导致振动强度分布的宽化，因此弛豫过程中会出现振动能量的流失，从而减小了振动峰的强度。
Conclusion
通过研究BCl3分子的吸收谱，我们揭示了BCl3分子在振动激发和弛豫过程中的特殊性质，发现BCl3分子的振动激发和弛豫过程受到温度和压力的影响。在温度升高的过程中，振动激发引起的吸收峰红移，而弛豫过程则导致吸收峰逐渐变宽并逐渐向高波数方向移动。这些研究结果为我们进一步了解BCl3分子的结构和性质提供了重要的参考。