原子物理第5章多電子原子(文件)
【正文】 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)。 角動(dòng)量耦合和對(duì) He光譜的解釋 電子的組態(tài) ：兩個(gè)價(jià)電子處在各種狀態(tài)的組合，稱電子組態(tài)。一般來說，主量子數(shù)不同，引起的能量差異會(huì)更大，主量子數(shù)相同，角量子數(shù)不同，引起的能量差異相對(duì)較小一些。 同一電子組態(tài)可以有多種不同的能量，即一種電子組態(tài)可以與多種原子態(tài)相對(duì)應(yīng)。 在堿金屬原子中，我們?cè)懻撨^價(jià)電子的軌道與自旋的相互作用，在那里我們看到 與 合成總角動(dòng)量 ， ；求得了 的可能值，就得到了能量的可能值 Enlj；在 兩 個(gè) 價(jià)電子的情形中，每一個(gè)價(jià)電子都有它自己的軌道 與自旋運(yùn)動(dòng)，因此情況比較復(fù)雜。 由此可見，在兩個(gè)價(jià)電子的情形下，對(duì)于給定的 l ，由于 s的不同，有四個(gè) j,而 l的不同，也有一組 j， l的個(gè)數(shù)取決于 l1l2；可見，一種電子組態(tài)可以與多重原子態(tài)相對(duì)應(yīng)。, lnln例 3： 原子中有兩個(gè)電子，當(dāng)它們處于 3p4d態(tài)時(shí)，原子有哪些可能的狀態(tài)。 JJ耦合一般出現(xiàn)在某些高激發(fā)態(tài)和較重的原子中 耦合和 耦合的關(guān)系 （ 1）元素周期表中，有些原子取 耦合方式，而另一些原子取 耦 合方式，還有的原子介于兩者之間； （ 2）同一電子組態(tài)，在 耦合和 耦合中，形成的原子態(tài)數(shù)目是相同的。 定則 :電子的躍遷只能發(fā)生在不同宇稱的狀態(tài)間 ,只能是偶性到奇性 . 宇稱守恒定律 :孤立體系的宇稱不會(huì)從偶性變?yōu)槠嫘?,或做相反的改變 )(Laporte 不過我們知道，形成光譜的躍遷只發(fā)生在價(jià)電子上，躍遷前后內(nèi) 層電子的 值并不改變。 l ll21 ll ?2．選擇定則 1） 耦合 2） 耦合 SL ???JJ ???。2,1( ?i 1,0 ???j四、 He原子能級(jí)的形成 1． 能級(jí)分為兩套： 0,1?s 1,312 ??s2． LS耦合的輻射躍遷選擇定則： 0??s 1,0 ???l00(1,0 ????? jj 除外 ) 3． 光譜分為兩套 躍遷只能發(fā)生在不同宇稱的狀態(tài)間 . j j耦合 : 1,0 ???j1,0 ???J167。揭示了微觀粒子遵從的一個(gè)重要規(guī)律。 一般說來 ， n?大 ， 能量 ?高 ， 軌道半徑 ?大 。 1… 177。 ),( sl mmln),( sl mmln3． Pauli 原理的應(yīng)用 1） He原子的基態(tài) He原子基態(tài)的電子組態(tài)是 1s1s，按 耦合，可能的原子態(tài)是 (1s1s)1S0 和 ,一般來說， 同一電子組態(tài)形成的原子態(tài)中，三重態(tài)能級(jí)低于單態(tài)能級(jí)，因?yàn)槿貞B(tài) S=1，兩個(gè)電子的自旋是同向的。所以這個(gè)狀態(tài)是不存在的。111 pppsss ??012)1( ss1301 )21(,)21( SssSss 我們以 電子組態(tài)為例 四個(gè)量子數(shù)已有三個(gè)相同， 必然不能相同即 ,則 或 , . ,反推出 可能的原子態(tài)是 需要指出的是 ,已知 L,s ，容易知道 ；反過來，即由 的取值推出 ，卻不那么容易，因?yàn)榉催^來推存在著多對(duì)一的問題，上面的例子只是一種最簡(jiǎn)單的情況；對(duì)于較復(fù)雜的情況，我們用 slater 方法加以解決。 同族元素的性質(zhì)基本相同。 2． 第二周期：從 n=2的 L殼層填起 。Atomic 39。107 icon(s) total, 171 K bytes205年7月1日殼層與支殼層的表示 不論在強(qiáng)磁場(chǎng)中還是弱磁場(chǎng)中，主量子數(shù)相同的量子構(gòu)成一個(gè)殼層，同一殼層內(nèi)，相同 的電子構(gòu)成一個(gè)支殼層（一個(gè)殼層內(nèi)有幾個(gè)支殼層），殼層和支殼層表示為： l n 1 2 3 4 5 6 7 … 殼層名稱 K L M N O P Q … L 0 1 2 3 4 5 6 … 支殼層名稱 s p d f g h i … 殼層與支殼層中所能容納的最多電子數(shù) 1)在強(qiáng)磁場(chǎng)中 ，當(dāng) n,L一定時(shí)， mL可取 (2L+1)個(gè)值，對(duì)每一個(gè) mL， ms可取二個(gè)值，所以 L支殼層內(nèi)所能容納的最大電子數(shù)為 nL=2(2L+1). ),( msmln lBack Icon 39。元素周期表Authorware file 39。 殼層： （ 1） 支殼層： （ 2） 。107 icon(s) total, 171 K bytes205年7月1日Icon 39。 2．每個(gè)殼層的最大電子容量是： 1 3 …… ；而各周期的元素依次是： 1 …… 。逐一增加電子時(shí)，從內(nèi)向外進(jìn)行填充；第三周期一直到 18號(hào)元素 Ar為止，電子的填充都是從內(nèi)向外進(jìn)行，到氬時(shí) 3p支殼層被填滿，但 3d支殼層還全空著，下一個(gè)元素的第 19個(gè)電子是填 3d還是填
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