[发明专利]一种基于谱学分析的外场作用下化学键物性参数测量方法

摘要

本发明公开了一种基于谱学分析的外场作用下化学键物性参数测量方法，一方面通过将待测样品置于持续作用的待考察外场中进行谱学测试得到待测样品的声子谱，再从中截取在待考察外场不同状态下目标化学键在目标振动模态下谱峰处的振动频率；另一方面，基于化学键振动频率偏移量的计算公式以及化学键长度和能量在外场作用下的受激弛豫公式拟合出在待考察外场不同状态下目标化学键在目标振动模态下的振动频率与参考频率、物性参数的拟合关系式，再将实测的不同状态下目标化学键在目标振动模态下谱峰处的振动频率代入拟合公式得到物性参数。通过该方法实现了一种系统式获取不同类外场作用下或者多类外场协同作用下的系列物性参数。

主权项

1.一种基于谱学分析的外场作用下化学键物性参数测量方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：将待测样品置于持续作用的待考察外场中进行谱学测试得到待测样品的声子谱；所述声子谱为待测样品在待考察外场不同状态下的振动频率‑振动强度曲线，所述声子谱中各个谱峰均对应一类化学键的一种振动模态；S2：从步骤S1中振动频率‑振动强度曲线截取在待考察外场不同状态下目标化学键在目标振动模态下谱峰处的振动频率；S3：拟合出在待考察外场不同状态下目标化学键在目标振动模态下的振动频率与参考频率、物性参数的拟合关系式；其中，若待考察外场为配位场，所述拟合关系式是基于化学键振动频率偏移量的计算公式以及化学键长度和能量在外场作用下的受激弛豫公式，通过构建不同配位数下的目标化学键在目标振动模态下谱峰处的振动频率与参考频率之差的比值来推理的；若待考察外场不为配位场，所述拟合关系式是基于化学键振动频率偏移量的计算公式以及化学键长度和能量在外场作用下的受激弛豫公式，通过构建在待考察外场下目标化学键在目标振动模态下谱峰处的振动频率与参考频率之差与无外场下目标化学键在目标振动模态下振动频率与参考频率之差的比值来推理的；所述物性参数与待考察外场相关；其中，化学键振动频率偏移量Δω的公式如下：式中，Δω为化学键振动频率偏移量，其等于化学键的实测振动频率ω与参考频率ω(1)之差，z为原子配位数，μ为振子约化质量，d为化学键长，E为键能，r为化学键长范围内的任意位置，u(r)是振子对应的对势函数；所述化学键长度和能量在外场作用下的受激弛豫公式如下：式中，x1、x2、…、xn表示不同类型外场作用下的物理自变量，xn为第n类外场作用下的物理自变量，y1(x1)、y2(x2)、…、yn(xn)以及Y1(x1)、Y2(x2)、…、Yn(xn)分别表示不同类型外场作用时引起化学键的应变和键能增量，并与物性参数相关，yn(xn)和Yn(xn)分别表示第n类外场作用时引起化学键的应变和键能增量，db和Eb表示目标化学键在目标振动模态下无外场且配位数为块体值zb时的键长和键能，εJ与ΔJ分别表示外场引起的键长、键能的改变量；其中，所述参考频率为目标化学键在目标振动模态下无外场且配位数为1时的振动频率；S4：获取参考频率并基于步骤S2中获取的在待考察外场不同状态下目标化学键在目标振动模态下谱峰处的振动频率以及步骤S3中的拟合关系式得到不同状态的待考察外场下的目标化学键的物性参数。