2-3-原子光谱2

2 6原子光谱 别管别人是怎样的 这个世界真得到处都是 别人 别人能做的事情 你也能 而且你只会做得更好 平凡的日子 加油 亚层全充满时为闭壳层组态 如 ns2 np6等2 2l 1 个电子 闭壳层电子云分布为球对称的 L 0 S 0 光谱项为1S 光谱支项为1S0 对于由闭壳层和开壳层形成的组态 如1s22s1 2s22p2等 在推求光谱项是 闭壳层部分可以不考虑 只考虑开壳层部分的价电子即可 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 因为前者的电子数与后者的空穴数相等 反之亦然 光谱项必然相同 但应注意 基支项并不相同 闭壳层和互补电子组态 np2受pauli原理的限制 等价组态微观状态数大大减少 光谱项推求的难度增大 p2组态的微观状态数 2p13p1组态的微观状态数 等价电子光谱项的推导 先画出所有不违反Pauli原理的电子排布方式 每一种方式称为一种微状态 等价组态光谱项有多种求法 最基本的方法是 行列式波函数法 以p2组态为例 作法如下 等价电子的光谱项 然后按下列表格所示进行计算 分类来确定光谱项 1 对每一个微状态 将各个电子的ml求和得到ML 将各个电子的ms求和得到MS 2 1 0 1 1 1 2 1 2 1 2 0 1 0 1 1 2 1 2 1 依此类推 再从ML列挑出ML L L 1 L 2 L的 2L 1 个分量 对于本例就是2 1 0 1 2 这些分量的L值相同 不过 尚不能完全确定这些分量究竟选哪些行 因为还要考虑它们与下一步挑出的Ms相搭配 2 从ML列选出最大ML 就是所求光谱项的L值 对于本例就是2 2 3 从MS列选出与上述最大ML对应的最大MS 作为所求光谱项的S值 对于本例就是0 再从MS列挑出MS S S 1 S S的 2S 1 个分量 对于本例就是0 这些分量的S值相同 使之与上述L的每一个分量ML相搭配 0 2 2 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1D 1D 1D 1D 1D 4 将以上两步挑选的ML与MS逐一搭配 选出 2L 1 2S 1 行 若某种搭配方式在几行出现 任选一行即可 这些微状态都属于1D 微状态ml10 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 然后 划掉上述这些行 对剩余各行重复以上步骤 又得到一个新光谱项 对本例是3P 0 0 微状态ml10 1 再划掉上述这些行 依此类推 直到求出最后一个光谱项 对本例就是1S 请把全过程从头看一遍 1 0 1 0 最常见的问题是 ML与MS的某种搭配方式出现在几个不同的微状态时 为什么可以任选一个 例如 ML 1和MS 0出现在第3 4个微状态上 为什么可以任选一个 反过来说 尽管这是2个不同的微状态 但它们的ML相等 MS也相等 为什么分别属于两种不同的光谱项1D和3P 1D 3P 0 0 0 0 0 0 1D 3P 1S ML 0和MS 0的3个微状态 为什么也可以任选一个 反过来说 这3个不同的微状态 ML相等 MS也相等 为什么分别属于3种不同的光谱项 这里只作一简单说明 ML和MS的某种搭配方式若出现在几个微状态时可从中随便选一个 这只是表面现象 实质是 这几个微状态中任何一个都不属于确定的光谱项 它们线性组合后才分属于不同光谱项 只不过 挑选步骤中看不到这种组合过程而已 np 2组态光谱项 3P 3P 3P 3P 3P 3P 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 2 1 0 1 2 0 0 0 0 0 1D 1D 1D 3P 1S 1D 3P 1D 3P np 2组态光谱项 谱项 分别考虑电子的轨道和自旋的作用 支谱项 考虑轨道和自旋的偶合作用 微能态 磁场中的Zeeman效应 组态 不考虑电子的相互作用 下面进一步指出几点 1 主量子数与能量关系密切 但与谱项的写法没有直接关系 2 写谱项时 全充满亚层可略去 3 空穴规则 一个亚层上填充N个电子与留下N个空穴 产生的谱项和支项相同 但能量最低的支项却不同 4 对S L 支项数目等于自旋多重度2S 1 对S L 支项数目等于2L 1 光谱项的书写 原子光谱项对应的能级 原子光谱项对应的能级可以用Hund 洪特 规则来确定 Hund第一规则 同一组态中 S最大的光谱项 多重度最高 能级最低 S值相同时 L值最大者 能级最低 Hund第二规则 L及S值相同时 电子数少于或等于半充满时 J越小 能级越低 若电子数多半充满时 J越大 能级越低 在外磁场中 MJ越小 能级越低 原子光谱项对应的能级 基谱项的求法 1 在不违反Pauli原理前提下 将电子填入轨道 首先使每个电子ms尽可能大 其次使ml也尽可能大 2 求出所有电子的ms之和作为S ml之和作为L 3 对少于半充满者 取J L S 对多于半充满者 取J L S 一种推求基谱项的简便方法 210 1 2 L S 2 d2 3F2 某个组态能量最低的光谱项称为基谱项 能量最低的光谱支项称为基谱支项 光谱基项 1s22s22p2 L S 0 10 1 C 3P0 Ar 3d104s24p5 L S 3 2 Br 2P3 2 一种推求基谱项的简便方法 1