量子化学常用能量单位换算

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提示：输入框支持科学计数法，例如 1.23e-3。

注意：Hartree、eV 和 cm⁻¹通常对应单个微观粒子的能量；kJ·mol⁻¹ 和 kcal·mol⁻¹是每摩尔能量。二者之间通过阿伏伽德罗常数连接。

单位	符号	1 Hartree 对应值	常见用途
Hartree	E_h	1	量子化学总能、轨道能、相关能
电子伏特	eV	27.211386245988	激发能、电离能、电子亲和能
千焦每摩尔	kJ·mol⁻¹	2625.4996394799	反应能、势垒、热化学
千卡每摩尔	kcal·mol⁻¹	627.5094740631	有机反应势垒、构象能差
波数	cm⁻¹	219474.63136320	振动频率、电子光谱能量
焦耳/粒子	J	4.3597447222071 × 10⁻¹⁸	基本常数和微观能量表达

化学精度：1 kcal·mol⁻¹ ≈ 4.184 kJ·mol⁻¹ ≈ 0.04336 eV ≈ 349.76 cm⁻¹
室温热能：RT(298.15 K) ≈ 2.479 kJ·mol⁻¹ ≈ 0.5925 kcal·mol⁻¹；k_BT ≈ 0.02569 eV
光谱换算：1 eV ≈ 8065.54 cm⁻¹；可见光 2–3 eV 大约对应 400–620 nm
量子化学输出：Gaussian、ORCA、PySCF 等程序中的总能通常以 Hartree 输出，能量差常需换算为 kJ·mol⁻¹ 或 kcal·mol⁻¹。

本页面先将输入能量换算为 Hartree：

E(Hartree) = 输入数值 × 该单位对应的 Hartree 因子

再由 Hartree 换算到其他单位：

E(目标单位) = E(Hartree) × 1 Hartree 对应的目标单位数值

波长不是线性能量单位，需用倒数关系换算：

E(eV) = 1239.841984 / λ(nm)

波长 λ / nm

对应能量 / eV

计算化学中一个很小的 Hartree 差值也可能对应明显的化学能量。例如：

0.001 Hartree ≈ 0.6275 kcal·mol⁻¹

cm⁻¹本质上是波数，但常用 E = hcν̃ 与能量等价。振动频率、电子跃迁和红外光谱中都很常见。

eV 是单个粒子的能量单位。换算到每摩尔时：

1 eV = 96.4853321233 kJ·mol⁻¹

课堂讲解时可强调：量子化学程序输出的总能绝对值往往很大，但化学上更关心能量差。进行反应能、构象能差或势垒比较时，需要保证所有能量项使用相同的零点、温度修正和单位体系。