统计热力学
分子配分函数
/ muh-LEK-yoo-lar par-TISH-un /
假设你想了解整个合唱团，但歌手之间几乎不相互影响，于是你只研究一位歌手的音域——她能轻松唱出多少个音——再放大到全团。分子配分函数对物质做的正是这件事：它是单个孤立分子的配分函数，一份“单分子”的清单，记下它有多少个能量状态在热力意义上够得着。
更确切地说，分子配分函数（符号 q）是温度为 T 时，对一个分子的所有能量状态求玻尔兹曼因子之和。由于分子以几乎可分离的几种方式储能——在空间中平移（平动）、翻滚（转动）、键的伸缩（振动）、以及电子的重新排布——q 便可分解为各自独立的平动、转动、振动和电子配分函数之乘积，每一项都能单独算出。
它为什么重要：q 正是抽象的热力学与真实光谱学相遇之处。把一个实际分子测得的转动和振动能级间距代入，q 就能让你从基本原理出发算出它的熵、热容，以及它对平衡常数的贡献。诚实的提醒是：这种简单的分解假定各种运动相互独立，对松软的分子、以及在各模式开始耦合的高能区，这一假定会变弱。
对室温下的氮气，平动配分函数极其巨大（约 10 的 30 次方——可供漫游的空间“格子”不计其数），转动配分函数为几十，振动配分函数仅略大于一（振动被冻结），电子配分函数基本上为一。它们的乘积就是 q，通往氮气热力学性质的门户。
q 分解为平动、转动、振动和电子四个部分。
对由 N 个相互独立、不可分辨的分子组成的系统，系统配分函数等于 q 的 N 次方除以 N 的阶乘——这个阶乘修正了一个事实：交换全同分子并不会产生新的状态。
又称
另见