光學(xué)分析導(dǎo)論ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-01-14 09:08本頁(yè)面
【正文】 自旋方向相反時(shí) ， S =1/2 － 1/2 =0， M = 1；單重線； 內(nèi)量子數(shù) ： 內(nèi)量子數(shù) J取決于總角量子數(shù) L和總自旋量子數(shù) S的矢量和 ： J = (L + S)， (L + S － 1)， ， (L － S) 若 L ≥ S ； 其數(shù)值共 (2 S +1)個(gè)； 若 L ＜ S ； 其數(shù)值共 (2 L +1)個(gè)； 例： L=2， S=1， 則 J 有三個(gè)值 ， J = 3， 2， 1； L=0， S=1/2；則 J 僅有一個(gè)值 1/2； J 值稱(chēng)光譜支項(xiàng) ； 原子的能級(jí)通常用 光譜項(xiàng)符號(hào) 表示： nMLJ n：主量子數(shù)； M：譜線多重性符號(hào)； L：總角量子數(shù)； J ：內(nèi)量子數(shù) 鈉原子的光譜項(xiàng)符號(hào) 32S1/2； 表示鈉原子的電子處于 n=3， M =2(S = 1/2)， L =0， J = 1/2 的能級(jí)狀態(tài) (基態(tài)能級(jí) )； 電子能級(jí)躍遷的選擇定則 一條譜線是原子的外層電子在兩個(gè)能級(jí)之間的躍遷產(chǎn)生的 ， 可用兩個(gè) 光譜項(xiàng)符號(hào)表示著種躍遷或躍遷譜線： 例 鈉原子的雙重線 Na 。 32S1/ 2 — 32P3/ 2； Na 。 32S1/ 2 — 32P1/ 2； 電子能級(jí)躍遷的選擇定則 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；必須遵循一定的 “ 選擇定則 ” ： (1)主量子數(shù)的變化 Δn為整數(shù) ， 包括零； (2)總角量子數(shù)的變化 ΔL = 177。 1； (3)內(nèi)量子數(shù)的變化 ΔJ =0， 177。 1；但是當(dāng) J =0時(shí) ， ΔJ =0的躍遷被禁阻； (4)總自旋量子數(shù)的變化 ΔS =0 ， 即不同多重性狀態(tài)之間的躍遷被禁阻； 2. 能級(jí)圖 元素的光譜線系常用能級(jí)圖來(lái)表示 。 最上面的是光譜項(xiàng)符號(hào)；最下面的橫線表示基態(tài)；上面的表示激發(fā)態(tài)； 可以產(chǎn)生的躍遷用線連接； 線系 ：由各種高能級(jí)躍遷到同一低能級(jí)時(shí)發(fā)射的一系列光譜線； 3. 共振線 元素由基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)的躍遷最易發(fā)生 ， 需要的能量最低 ， 產(chǎn)生的譜線也最強(qiáng) ， 該譜線稱(chēng)為 共振線 ， 也稱(chēng)為該元素的 特征譜線 ； 原子光譜為線狀光譜 ， 分子光譜為帶狀光譜； 為什么分子光譜為帶狀光譜 ？ 原子光譜圖 分子光譜圖 分子光譜 E=Ee+ Ev + Er + En + Et + Ei 分子中原子的核能： En 分子的平移能： Et 電子運(yùn)動(dòng)能： Ee 原子間相對(duì)振動(dòng)能： Ev 分子轉(zhuǎn)動(dòng)能： Er 基團(tuán)間的內(nèi)旋能： Ei 在一般化學(xué)反應(yīng)中 ， En不變； Et 、 Ei較小； E=Ee+ Ev + Er 分子產(chǎn)生躍遷所吸收能量的輻射頻率： ν=ΔEe / h + ΔEv / h + ΔEr / h 分子中價(jià)電子位于自旋成對(duì)的單重基態(tài) S0分子軌道上 ， 當(dāng)電子被激發(fā)到高能級(jí)上時(shí) ， 若激發(fā)態(tài)與基態(tài)中的電子自旋方向相反 ， 稱(chēng)為 單重激發(fā)態(tài) ， 以 S1 、 S2 、表示；反之 ， 稱(chēng)為三重激發(fā)態(tài) ， 以 T1 、 T2 、 表示； 單重態(tài)分子具有抗磁性；三重態(tài)分子具有順磁性； 由單重基態(tài)躍遷至單重激發(fā)態(tài)的幾率遠(yuǎn)大于單重態(tài)至三重激發(fā)態(tài)；； 受激單重態(tài)的平均壽命大約為 108s， 而受激三重態(tài)的平均壽命甚至可達(dá) 1s以上 。 分子光譜復(fù)雜，電子躍遷時(shí)帶有振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷； 分子的紫外 可見(jiàn)吸收光譜是由 純電子躍遷 引起的，故又稱(chēng) 電子光譜 ，譜帶比較寬； 分子的紅外吸收光譜是由于分子中基團(tuán)的 振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷 引起的，故也稱(chēng) 振轉(zhuǎn)光譜 ； 分子的熒光光譜是在紫外或可見(jiàn)光照射下， 電子躍遷至單重激發(fā)態(tài) ，并以 無(wú)輻射弛豫 方式回到 第一單重激發(fā)態(tài) 的最低振動(dòng)能級(jí)，再躍回基態(tài)或基態(tài)中的其他振動(dòng)能級(jí)所發(fā)出的光； 分子的磷光是指處于 第一最低單重激發(fā)態(tài) 的分子以無(wú)輻射弛豫方式回到 第一最低三重激發(fā)態(tài) ，再躍遷回到基態(tài)所發(fā)出的光；
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