原子發(fā)射光譜法(2)-文庫吧
2025-04-22 17:52 本頁面
【正文】 原子總的角量子數(shù) 。 對于有兩個價電子的原子 ， L的取值 （ 只能 ） l1+l2， l1+l2 –1， l1+l2 –2， …… ， | l1l2 | 例如：價電子為 np1nd1的原子 l1=1， l2＝ 2， 所以 L＝ 3， 2， 1三個值 當 L＝ 0， 1， 2， 3， … 時分別用大寫字母 S P D F， … 表示 （ 2）總角量子數(shù) L 2021/6/15 原子中各價電子的自旋角動量相 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 N為偶數(shù)時 ， S值為 0或者正整數(shù)； 當 N為奇數(shù)時 ， S值為半整數(shù) 。 （ 3）總自旋量子數(shù) S： 2021/6/15 是由于軌道運動與自旋運動的相互作用即軌道磁矩與自旋磁矩的相互影響而得出的 ， 它是原子中各個價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個值；若 LS， 取值為從 S＋ L到 S－ L共 2L＋ 1個 （ 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， 只有一個價電子 （ N＝ 1） n=3， L＝ 1， S＝ 1/2， J＝ 3/2， 1/2 考慮進去自旋－軌道運動耦合作用后的量子數(shù)來表示原子的價電子組態(tài) ， 我們這樣書寫： n2S+1L——光譜項 2021/6/15 n2S+1L （ i） 式中的 2S＋ 1稱為譜項的多重性 。 當 2S＋ 1＝ 1時 ， 稱為單重態(tài)； 當 2S＋ 1＝ 2時 ， 稱為雙重態(tài)； 當 2S＋ 1＝ 3時 ， 稱為三重態(tài)； 如 Na的激發(fā)態(tài)： 3p1， S＝ 1/2， 雙重態(tài) 。 關于光譜項的幾點討論 （ a） 當 LS時 ， J有 2S＋ 1個取值 ， 即同一光譜項中包含著 2S+1個 J值不同 、 能量相近的能量狀態(tài)數(shù) 。 ——角標 2S＋ 1叫光譜項的多重性 （ b） 當 LS時 ， 光譜支項的數(shù)目不再等于 2S＋ 1， 而是 2L＋ 1， 但 2S＋ 1仍然叫多重性 。 （ ii） J值不同的光譜項稱為光譜支項 。 例如： Na的激發(fā)態(tài)： 3p1， S＝ 1/2， J=1/2， 3/2，雙重態(tài) ， 應該有兩個能量相近的能級 光譜支項表示： n2S+1LJ Na——32P1/2， 32P3/2 （ iii） 在磁場作用下 ， 同一光譜支項表示的能級會發(fā)生分裂 ， 分裂為 2J＋ 1個不同的支能級 。 當外磁場消失 ，分裂支能級也消失 ， 這種現(xiàn)象稱為能級簡并 。 ——數(shù)值 2J＋ 1稱為簡并度 （ iv） 統(tǒng)計權(quán)重：原子在簡并能級上具有相同的概率分布 ， 在對某一狀態(tài)的原子進行統(tǒng)計時 ， 必須考慮到由于能級簡并引起的概率權(quán)重 ， 稱為統(tǒng)計權(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不同能級之間的躍遷 ， 因此一條譜線可以用兩個光譜支項來表示 。 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來表示 。 3s1 3p1 32S1/2 32P1/2 32P3/2 nm nm 2021/6/15 能級圖 如果把原子可能存在的光譜項 （ 能級 ） 以及能級躍遷用圖解的形式來表示就得到能級圖 ， 圖中縱坐標為能級的能量 ， 橫坐標為實際存在的能級 。 2021/6/15 2021/6/15 （ 1） 原子的能級之間具有確定的能量： DE＝ hc/l。不同能級之間的躍遷產(chǎn)生的原子光譜是確定的 、 相互分開的譜線 ， 原子光譜是線光譜 。 （ 2） 原子和離子的能級圖有差別 ？ （ 3） 價電子越多 ， 譜項復雜 ， 譜線更復雜 。 如： Li： 30； Cs： 645； Cr： 2277條 從能級圖上可得到下列信息： 2021/6/15 2021/6/15 根據(jù)量子力學原理 ， 電子的躍遷不能在任意兩個能級之間進行 ， 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 J＝ 0時 ， 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：不同多重性狀態(tài)之間的躍遷是禁阻的 。 同時符合以上四個條件的躍遷 ， 概率大 ， 譜線強度大；不符合光譜選擇定則的躍遷為禁阻躍起 。 如 Hg的 ， 相對應的光譜項為 : 61S0 ———— 63P1 顯然是禁阻躍遷 。 對于禁阻躍遷的譜線 ， 即使能實現(xiàn) ， 強度也很弱 。 2021/6/15 關于亞穩(wěn)態(tài)： 若兩個光譜項之間的躍遷為禁阻躍遷
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