《多电子原子》PPT课件.ppt

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1、第五章多电子原子§5.1He原子的光谱和能级§5.3泡利不相容原理和同科电子§5.2具有两价电子的原子态1、L-S耦合2、j-j耦合重点：两价电子L-S耦合、原子态H原子：类H离子：碱金属原子：光谱项能级原子利用单电子原子的普遍理论，结合角动量理论和泡利不相容原理，（1）解释氦原子的光谱（2）原子电子的壳层结构复习单电子的状态有四个量子数（n,l,ml,ms)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？氦He：Z=2铍Be：Z=4=212+2镁Mg：Z=12=2

2、(12+22)+2钙Ca：Z=20=2(12+22+22)+2锶Sr：Z=38=2(12+22+32+22)+2钡Ba：Z=56=2(12+22+32+32+22)+2镭Ra：Z=88=2(12+22+32+42+32+22)+2n2S+1LJ二个价电子原子，总自旋量子数SS=(1/2-1/2)=0;S=(1/2+1/2)=1，即0（异向）和1（同向）。光谱多重性为：2S+1=1和3，即产生单重性和双重性能级§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

3、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。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基线系：六个成份3．一两套能级之间不产生跃迁主线系：三个成份第二辅线系三个成份第一辅线系：六个成份镁Mg原子能级图双价电子原子能级的特点：1两价电子原子的能级也分为两套，一套是单层的总总自旋S=0，一套是三层的总自旋S=1。形成两套光谱线。分别有四个光谱系。2对两套能级比较;n,l相同时，单一态的能级高于三重能级。3选择定则L-

4、S耦合△S=0(单一态能级和三重态能级间不发生跃迁)△L=0,±1△J=0,±1(0→0除外)j-j耦合△j=0,±1△J=0,±1(0→0除外)§5.2具有两价电子的原子态一、电子组态单电子的状态有四个量子数（n,l,ml,ms)确定单电子状态：nl表示，n=1,2,3,…（l是轨道角量子数）l=0,1,2,3,4,5…….,n-1对应于l=s,p,d,f,g,h…….如：1s,2s,2p,3s,3p,3d,…字母小写双电子组态：把两个电子状态的表示写在一起如：1s1s,1s2p,2p2p,3s3pss

5、组态1s1s,1s2s,1s3ssp组态1s2p,1s3ppp组态2p2p,2p3p原子状态：nL表示，n=1,2,3,…(L是总的轨道角量子数）L=0,1,2,3,4,5….,n-1对应于L=S,P,D,F,G,H….如：1S,2S,2P,3S,3P,3D,…多电子组态：把多个电子状态的表示写在一起如;P,S.Cl.Ar元素的基态的电子组态15P：1s22s22p63s23p316S：1s22s22p63s23p417Cl：1s22s22p63s23p518Ar:1s22s22p63s23p6n2S+1

6、LJ例;氦原子He（z=2)1s1s,两个电子处于基态(最低能态)在LS耦合中单电子激发：一个电子永远处于1s态，另一个电子可以处于：2s,2p,3s,3p,3d…单电子激发态的电子组态为：1s2s,1s2p,1s3s,1s3p,…原子态只能是:原子态不能是: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：一般来说，、比较弱，可以忽略。当、>>、时，L-S耦合当、<<、时，J-J耦合对两个电子：1相互作用2、L-S耦合S—总自旋量子数，为各个ms的矢量和总自旋角动量其值可取：0，1/2，

7、1，2/3，2，…对两电子当时，共个当时，共个……个……总轨道角动量总角动量n2S+1LJLS耦合的原子态表示：例3：原子中有两个价电子，当它们处于pd态时，原子有哪些可能的状态。……总角动量量子数单一态三重态共12种原子态解总轨道角量子数……LS耦合两个电子总自旋量子数洪特定则：从同一电子组态形成的能级中（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，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相同L不同J的能级次序：J越大能级越高

8、的称为正常次序J越小能级越高的称为倒转次序图中：Pd能级中3p是倒转次序3、j-j耦合当、<<、时，21jj-……jj耦合的原子态表示：例4：利用j-j耦合，求3p4d态的原子态。仍有12个态解jj耦合的原子态表示：三、电子角动量耦合的变化电子组态：()如：LS耦合原子态：()jj耦合的原子态表示：n2S+1LJ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