2-3-原子光谱1.ppt

2 6原子光谱 不论生活多么平淡 琐碎 没有意义 无论我们感到自己是多么的虚无渺小 我们仍能在狭小的框框里成圣 平凡的日子 加油 1 原子光谱项及支项的定义及简单非等价电子组态原子光谱项的推求方法 2 根据Hund规则推求基谱项和支项 教学目标和要求 多电子原子的状态及量子数 多电子原子中 电子之间存在着复杂的相互作用 单个电子的角动量因无法确定而失去意义 但电子之间的相互作用所产生的原子的总角动量是确定的 在没有外力场的情况下始终保持不变 用单个电子的角动量通过一定方式组合 得到确定的总角度量的方式 称为角动量耦合 Couplingofangularmomentum 多电子原子的角动量耦合有两种方式 L S耦合j j耦合 对轻原子 电子间的静电作用 轨道 自旋耦合作用 L S耦合 对重原子 电子间的静电作用 轨道 自旋耦合作用 j j耦合 多电子原子的角动量耦合 多电子原子的角动量和量子数 L S耦合规则单个电子的轨道角动量相加得原子的总轨道角动量单个电子的自旋角动量相加得原子的总自旋角动量总轨道角动量和总自旋角动量加合得原子总角动量 由l1 l2组成的双电子体系 原子的总轨道角动量 总轨道角动量大小 l1 l2为单电子轨道角量子数 L为总轨道角量子数 对多电子原子体系 可先计算两个电子的总轨道角动量 再与第三个电子相加合 依次推得多电子原子体系的总轨道角动量 原子的总轨道角动量 总轨道角动量磁场方向分量 共2L 1个值 mL为总轨道磁量子数 单电子的轨道磁量子数的加和 结果为 例 原子的总轨道角动量 对电子组态p1d1 求其总轨道角动量大小及z轴分量 共15个分量 原子的总轨道角动量 每个p电子的状态 3个 和每个d电子的状态 5个 都要进行耦合 得15个大小方向不同的总量子数 总自旋角动量MS ms称为总自旋磁量子数 原子的总自旋角动量 S为总自旋角量子数 总自旋角动量z分量 MS z 原子的总自旋角动量 对p1d1 对p1d1s1 原子的总自旋角动量 3个电子每两种自旋角动量的状态耦合得出 即 总角动量MJ J称为总角动量量子数 mJ称为总磁量子数 原子的总角动量 总角动量z分量 原子的角动量与量子数 原子的总角动量 解 求总轨道角量子数L 求总轨道角量子数S 求总角动量J和总角动量大小 求总磁量子数MJ和总角动量z分量 基态 无外来作用时 原子中各个电子都应可能处于最低能量 从而使整个原子的能量最低 激发态 当原子受到外来作用 如光照 时 它的一个或者几个电子吸收能量后跃迁到较高能级 从而使原子处于能量较高的新状态 不稳定 寿命短10 8 10 10s En Ek 发射光子 En Ek 吸收光子 原子光谱和光谱项 氢原子光谱的实验规律 不同原子产生不同波长的发射或吸收光谱 根据光谱中特征谱线是否出现就可以判断某元素是否存在 原子发射光谱和吸收光谱 原子的状态和光谱项 由主量子数n 角量子数l描述的原子中电子排布方式称为原子的电子 组态 对于多电子原子 给出电子组态仅仅是一种粗略的描述 更细致的描述需要给出原子的 状态 而状态可由组态导出 描述原子的状态可以用原子光谱项 对于单电子原子 组态与状态是一致的 而对于多电子原子则完全不同 状态的推求可以采用角动量耦合 原子光谱项记作2S 1L 光谱支项记作2S 1LJ 其中L以大写字母标记 L 012345 SPDFGH 原子光谱项的推导 2S 1称为光谱项的多重度 当L S时 2S 1为支项的数目 当L S时 并不代表支项的数目 但仍称为多重度 1 非等价电子 n l有一个量子数不同的电子 如 2s12p12 等价电子 n l都相同的电子 如 2p23 闭壳层组态 亚层全充满时为闭壳层组态 如 s2 p6 d10等4 互补组态 nl x与 nl 2 2l 1 x关系的组态 如 p1与p5 p2与p4 d1与d9 d3与d7等组态