原子發(fā)射光譜法(2)-文庫(kù)吧
2025-04-22 17:52 本頁(yè)面
【正文】 原子總的角量子數(shù) 。 對(duì)于有兩個(gè)價(jià)電子的原子 ， L的取值 （ 只能 ） l1+l2， l1+l2 –1， l1+l2 –2， …… ， | l1l2 | 例如：價(jià)電子為 np1nd1的原子 l1=1， l2＝ 2， 所以 L＝ 3， 2， 1三個(gè)值 當(dāng) L＝ 0， 1， 2， 3， … 時(shí)分別用大寫字母 S P D F， … 表示 （ 2）總角量子數(shù) L 2021/6/15 原子中各價(jià)電子的自旋角動(dòng)量相 耦合而得到的原子總的自旋量子數(shù) 。 可 取值： N/2， N/2－ 1， N/2－ 2…… ， 1/2， 0 當(dāng) N為偶數(shù)時(shí) ， S值為 0或者正整數(shù)； 當(dāng) N為奇數(shù)時(shí) ， S值為半整數(shù) 。 （ 3）總自旋量子數(shù) S： 2021/6/15 是由于軌道運(yùn)動(dòng)與自旋運(yùn)動(dòng)的相互作用即軌道磁矩與自旋磁矩的相互影響而得出的 ， 它是原子中各個(gè)價(jià)電子組合得到的總角量子數(shù) L與總自旋量子數(shù) S的矢量和 取值： L＋ S， L＋ S－ 1， L＋ S－ 2， …… ， |L－ S| 注意 （ i） 僅取正值； （ ii） 若 L≥S， 其取值為 J＝ L＋ S到 L－ S共 2S＋ 1個(gè)值；若 LS， 取值為從 S＋ L到 S－ L共 2L＋ 1個(gè) （ 4）內(nèi)量子數(shù) J： 2021/6/15 例如： L＝ 2， S＝ 1， 則 J可取 3， 2， 1 L＝ 0， S＝ 1/2， 則 J可取 1/2 例： 3p1， 只有一個(gè)價(jià)電子 （ N＝ 1） n=3， L＝ 1， S＝ 1/2， J＝ 3/2， 1/2 考慮進(jìn)去自旋－軌道運(yùn)動(dòng)耦合作用后的量子數(shù)來(lái)表示原子的價(jià)電子組態(tài) ， 我們這樣書(shū)寫： n2S+1L——光譜項(xiàng) 2021/6/15 n2S+1L （ i） 式中的 2S＋ 1稱為譜項(xiàng)的多重性 。 當(dāng) 2S＋ 1＝ 1時(shí) ， 稱為單重態(tài)； 當(dāng) 2S＋ 1＝ 2時(shí) ， 稱為雙重態(tài)； 當(dāng) 2S＋ 1＝ 3時(shí) ， 稱為三重態(tài)； 如 Na的激發(fā)態(tài)： 3p1， S＝ 1/2， 雙重態(tài) 。 關(guān)于光譜項(xiàng)的幾點(diǎn)討論 （ a） 當(dāng) LS時(shí) ， J有 2S＋ 1個(gè)取值 ， 即同一光譜項(xiàng)中包含著 2S+1個(gè) J值不同 、 能量相近的能量狀態(tài)數(shù) 。 ——角標(biāo) 2S＋ 1叫光譜項(xiàng)的多重性 （ b） 當(dāng) LS時(shí) ， 光譜支項(xiàng)的數(shù)目不再等于 2S＋ 1， 而是 2L＋ 1， 但 2S＋ 1仍然叫多重性 。 （ ii） J值不同的光譜項(xiàng)稱為光譜支項(xiàng) 。 例如： Na的激發(fā)態(tài)： 3p1， S＝ 1/2， J=1/2， 3/2，雙重態(tài) ， 應(yīng)該有兩個(gè)能量相近的能級(jí) 光譜支項(xiàng)表示： n2S+1LJ Na——32P1/2， 32P3/2 （ iii） 在磁場(chǎng)作用下 ， 同一光譜支項(xiàng)表示的能級(jí)會(huì)發(fā)生分裂 ， 分裂為 2J＋ 1個(gè)不同的支能級(jí) 。 當(dāng)外磁場(chǎng)消失 ，分裂支能級(jí)也消失 ， 這種現(xiàn)象稱為能級(jí)簡(jiǎn)并 。 ——數(shù)值 2J＋ 1稱為簡(jiǎn)并度 （ iv） 統(tǒng)計(jì)權(quán)重：原子在簡(jiǎn)并能級(jí)上具有相同的概率分布 ， 在對(duì)某一狀態(tài)的原子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí) ， 必須考慮到由于能級(jí)簡(jiǎn)并引起的概率權(quán)重 ， 稱為統(tǒng)計(jì)權(quán)重 ， 用 g表示 。 數(shù)值上 g＝ 2J＋ 1。 3s1 3p1 g=2 g=2 g=4 （ v） 光譜線的產(chǎn)生是由于原子在兩個(gè)不同能級(jí)之間的躍遷 ， 因此一條譜線可以用兩個(gè)光譜支項(xiàng)來(lái)表示 。 如： Na： 3s1到 3p1之間的躍遷產(chǎn)生兩條譜線 （ 鈉 D線 ） ， 這兩條譜線可以用光譜項(xiàng)來(lái)表示 。 3s1 3p1 32S1/2 32P1/2 32P3/2 nm nm 2021/6/15 能級(jí)圖 如果把原子可能存在的光譜項(xiàng) （ 能級(jí) ） 以及能級(jí)躍遷用圖解的形式來(lái)表示就得到能級(jí)圖 ， 圖中縱坐標(biāo)為能級(jí)的能量 ， 橫坐標(biāo)為實(shí)際存在的能級(jí) 。 2021/6/15 2021/6/15 （ 1） 原子的能級(jí)之間具有確定的能量： DE＝ hc/l。不同能級(jí)之間的躍遷產(chǎn)生的原子光譜是確定的 、 相互分開(kāi)的譜線 ， 原子光譜是線光譜 。 （ 2） 原子和離子的能級(jí)圖有差別 ？ （ 3） 價(jià)電子越多 ， 譜項(xiàng)復(fù)雜 ， 譜線更復(fù)雜 。 如： Li： 30； Cs： 645； Cr： 2277條 從能級(jí)圖上可得到下列信息： 2021/6/15 2021/6/15 根據(jù)量子力學(xué)原理 ， 電子的躍遷不能在任意兩個(gè)能級(jí)之間進(jìn)行 ， 必須遵循下列原則： （ 1） 主量子數(shù)變化 Dn為整數(shù) （ 包括 0） ； （ 2） 總角量子數(shù)的變化 DL＝ 177。 1； （ 3） 內(nèi)量子數(shù)的變化 DJ＝ 0， 177。 1， 但當(dāng) J＝ 0時(shí) ， DJ＝ 0的躍遷是不容許的 （ 禁阻 ） ； 光譜選擇定則 2021/6/15 （ 4） 總自旋量子數(shù) DS＝ 0。 也就是說(shuō)：不同多重性狀態(tài)之間的躍遷是禁阻的 。 同時(shí)符合以上四個(gè)條件的躍遷 ， 概率大 ， 譜線強(qiáng)度大；不符合光譜選擇定則的躍遷為禁阻躍起 。 如 Hg的 ， 相對(duì)應(yīng)的光譜項(xiàng)為 : 61S0 ———— 63P1 顯然是禁阻躍遷 。 對(duì)于禁阻躍遷的譜線 ， 即使能實(shí)現(xiàn) ， 強(qiáng)度也很弱 。 2021/6/15 關(guān)于亞穩(wěn)態(tài)： 若兩個(gè)光譜項(xiàng)之間的躍遷為禁阻躍遷
法律信息相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1