Question

为什么n原子分子的自由度最多有3n个？？……

Answer 1

分子的自由度即分子运动的自由度,即决定一个分子在空间的位置所需要的独立坐标数目。对于单原子分子，可忽略其本身的大小，即忽略其自转，而将其看成一个自由质点，那么它就只有三个平动自由度了；而对双原子分子，如氮、氢、氧等，其两个原子是通过一根键链联在一起的，其质心的平动自由度有三个。而两个原子还可以绕与键链垂直的两个轴转动，故它有两个转动自由度。另外两个原子还可以沿键链方向上振动，所以还可以有一个振动自由度（其熊量比较少）。所以双原子分子共有六个自由度即三个平动自由度，两个转动自由度，一个振动自由度。（也有的书上忽略了能量较小的振动自由度认为双原子分子只有五个自由度）；至于多原子分子，由于组成分子的结构情况各不相同，故必须按其具体的结构情况来分析分子运动的自由度。

Answer 2

因为双原子分子只能产生一条直线，且一条直线产生的平面只可以产生x、y两维坐标，所以有两个自由度。而多原子分子，最多组成的是立体坐标，即只比平面两维坐标多出一个z方向的自由度，所以只有三个自由度，即只能产生xyz的自由度。