原子物理第5章多電子原子(已修改)
2025-01-25 14:42 本頁(yè)面
【正文】 167。 5 多電子原子 復(fù)習(xí) H原子： 2nRTn ?2nR h cEn ??類 H離子： 22nRZTn ? 22 nR h cZEn ??堿金屬原子： 2)( lnRTnl ???2)( lnR hcEnl ????若核 (實(shí) )外有兩個(gè)電子 ， 由兩個(gè)價(jià)電子躍遷而形成的光譜如何 ？ 能級(jí)如何 ？ 原子態(tài)如何 ？ He： Z=2 Be： Z=4=2?12+2 Mg： Z=12=2?(12+22)+2 Ca： Z=20=2?(12+22+22)+2 Sr： Z=38=2?(12+22+32+22)+2 Ba： Z=56=2?(12+22+32+32+22)+2 Ra： Z=88=2?(12+22+32+42+32+22)+2 通過(guò)前幾章的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道了單電子和具有一個(gè)價(jià)電子的原子光譜及其規(guī)律，同時(shí)對(duì)形成光譜的能級(jí)作了比較詳細(xì)的研究。弄清了光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)以及能級(jí)雙層結(jié)構(gòu)的根本原因 電子的自旋。 通過(guò)前面的學(xué)習(xí)我們知道：堿金屬原子的原子模型可以描述為：原子實(shí) +一個(gè)價(jià)電子 ,這個(gè)價(jià)電子在原子中所處的狀態(tài) ,n,l,j,mj決定了堿金屬的原子態(tài) n2s+1Lj，而價(jià)電子在不同能級(jí)間的躍遷，便形成了堿金屬原子的光譜?？梢?,價(jià)電子在堿金屬原子中起了十分重要的作用，它幾乎演了一場(chǎng)獨(dú)角戲。 多電子原子是指最外層有不止一個(gè)價(jià)電子， 換句話說(shuō)，舞臺(tái)上不是一個(gè)演員唱獨(dú)角戲，而是許多演員共演一臺(tái)戲，那么這時(shí)情形如何，原子的能級(jí)和光譜是什么樣的呢？這正是本章所要研究的問(wèn)題。 能級(jí) 1．譜線的特點(diǎn) 我們知道堿金屬原子的光譜分為四個(gè)線系： 主線系： 銳線系： 漫線系： 基線系： 實(shí)驗(yàn)表明，氦原子的光譜也是由這些線系構(gòu)成的，與堿金屬原子光譜不同的是：氦原子光譜的上述四個(gè)線系都出現(xiàn)雙份，即兩個(gè)主線系，兩個(gè)銳線系等。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)這兩套譜線的結(jié)構(gòu)有明顯的差異，一套譜線由單線構(gòu)成，另一套譜線卻十分 單線 四個(gè)線系均由單譜線構(gòu)成 主 ,銳線系由三條譜線構(gòu)成 復(fù)雜。具體情況是：光譜 多線 漫 ,基線系由六條譜線構(gòu)成 nPmSv ??~ nSmPv ??~nDmPv ??~ nFmDv ??~ 氦原子的光譜由兩套譜線構(gòu)成， 一套是單層的，另一套是三層，這兩套能級(jí)之間沒有相互躍遷，它們各自內(nèi)部的躍遷便產(chǎn)生了兩套獨(dú)立的光譜，早先人們以為有兩種氦，把具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的氦稱為正氦，而產(chǎn)生單線光譜的稱為仲氦，現(xiàn)在認(rèn)識(shí)到只有一種氦，只是能級(jí)結(jié)構(gòu)分為兩套。 167。 He原子的光譜和能級(jí) 一 、 光譜 分成主線系、第一輔線系、第二輔線系等，每個(gè)線系有兩套譜線。 二 、 能級(jí) He原子的能級(jí)也分為兩套，一套是單層的，一套是三層的。 能級(jí)和能級(jí)圖 什么原因使得氦原子的光譜分為兩套譜線呢？我們知道，原子光譜是原子在不同能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的；根據(jù)氦光譜的上述特點(diǎn)，不難推 單層結(jié)構(gòu) : 1S,1P,1D,1F 仲 氦 測(cè)，其能級(jí)也分為兩套： 三層結(jié)構(gòu) : 3S ,3P,3D,3F正 氦 3．能級(jí)和能級(jí)圖的特點(diǎn) 1）能級(jí)分為兩套，單層和三層能級(jí)間沒有躍遷；氦的基態(tài)是 1s1s1S0； 2）狀態(tài) 1s1s3S1不存在，且基態(tài) 1s1s1S0和第一激發(fā)態(tài)1s1s3S1之間能差很大； 3） 所有的 3S1態(tài)都是單層的； 4） 1s2s1S0和 1s2s3S1是氦的兩個(gè)亞穩(wěn)態(tài)；（不能躍遷到更低能級(jí)的狀態(tài)稱為亞穩(wěn)態(tài) ,當(dāng)原子處在亞穩(wěn)態(tài)時(shí)，必須將其激發(fā)到更高能，方可脫離此態(tài)回到基態(tài)） 5）一種電子態(tài)對(duì)應(yīng)于多種原子態(tài)。不僅氦的能級(jí)和光譜有上述特點(diǎn)，人們發(fā)現(xiàn)，元素周期表中第二族元素 的光譜都與氦有相同的線系結(jié)構(gòu)。即原子實(shí) +2個(gè)價(jià)電子。 由此可見，能級(jí)和光譜的形成都是二個(gè)價(jià)電子各種相互作用引起的 . 1．單層能級(jí)之間躍遷產(chǎn)生一組譜線 主線系： 11011~ PnS ??? 2?n 第一輔線系：
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