第五章-多电子原子.ppt

第五章多电子原子,教学内容5.1氦及周期系第二族元素的光谱和能级5.2具有两个价电子的原子态5.3泡利原理和同科电子5.4复杂原子光谱的一般规律5.5辐射跃迁的普用选择定则5.6原子的激发和辐射跃迁的一个实例-氦氖激光器教学重点L-S耦合;多电子原子的光谱；能级图和原子态泡利原理和同科电子原子态的确定；辐射跃迁的普用选择定则教学难点L-S耦合;多电子原子基态的确定和能级高低的判别泡利原理和同科电子原子态的确定,若核(实)外有两个电子，由两个价电子跃迁而形成的光谱如何？能级如何？原子态如何？,He：Z=2Be：Z=4=212+2Mg：Z=12=2(12+22)+2Ca：Z=20=2(12+22+22)+2Sr：Z=38=2(12+22+32+22)+2Ba：Z=56=2(12+22+32+32+22)+2Ra：Z=88=2(12+22+32+42+32+22)+2,复习:,H原子：,类H离子：,碱金属原子：,5.1He原子的光谱和能级,一、光谱,分成主线系、第一辅线系、第二辅线系等，每个线系有两套谱线。,二、能级,He原子的能级也分为两套，一套是单层的，一套是三层的。,主线系：三个成份第一辅线系：六个成份第二辅线系：三个成份基线系：六个成份,1单层能级之间跃迁产生一组谱线,主线系：,第一辅线系：,第二辅线系：,基线系：,2三层能级之间的跃迁产生一组复杂结构的谱线,一般来说，、比较弱，可以忽略。,3一两套能级之间不产生跃迁,5.2角动量耦合和对He光谱的解释,一、不同电子组态,二、一种电子组态构成不同原子态,四种运动之间有六种相互作用：,L-S耦合,当时，共个,1、L-S耦合,当时，共个,例3：原子中有两个电子，当它们处于3p4d态时，原子有哪些可能的状态。,洪特定则：从同一电子组态形成的级中（1）重数最高即S值最大的能级位置最低（2）重数相同即具有相同S值的能级中，那具有最大L值的位置最低,朗德间隔定则：能级的二相邻间隔同有关的二J值中较大那一值成正比,当、时，,二、j-j耦合,例4：利用j-j耦合，求3p4d态的原子态。,解：仍有12个态，且值相同。一般的原子态表示为：,三、电子组态和原子态,电子组态：()如：,原子态：(),由元素组态的能级实际情况可判断原子态属哪种耦合。JJ耦合一般出现在某些高激发态和较重的原子中,四、He原子能级的形成,1能级分为两套：,2L-S耦合的辐射跃迁选择定则：,除外),3光谱分为两套,跃迁只能发生在不同宇称的状态间.,jj耦合:,5.3泡利不相容原理,一、在一个原子中，不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的状态(完全相同的四个量子数)。,二、确定电子状态的量子数,1主量子数n-确定原子中电子在核外空间运动轨道的大小和能量的高低。一般说来，n大，能量高，轨道半径大。,2轨道角量子数ll决定电子轨道的形状和角动量的大小，同时也与能量有关.n相同时，l大，能量高。,3轨道磁量子数表示轨道角动量在外场方向的投影：,4自旋磁量子数表示自旋角动量在外场方向的投影：，共2个。,(n，l，),三、各壳层所能容纳的最大电子数1n、l相同的次壳层：2n相同的主壳层：,5.4元素周期表,一元素周期表,将元素按核电荷数的大小排列起来，其物理、化学性质将出现明显的周期性。,同族元素的性质基本相同。,玻尔：原子内的电子按一定的壳层排列，每一壳层内的电子都有相同的主量子数，每一个新的周期是从电子填充新的主壳层开始，元素的物理、化学性质取决于原子最外层的电子即价电子的数目。,二电子填充壳层结构的原则,1泡利不相容原理：在一个原子中，不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的状态(完全相同的四个量子数)。,n、l相同的次壳层：n相同的主壳层：,2能量最小原理：电子按能量由低到高的次序填充各壳层,