等价电子组态光谱项的简捷导出法

等价电子组态光谱项的简捷导出法

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时间:2019-06-02

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1、.--1:MM.A-D?/<20?2/:263,-363<-48,/<<8,9/;>

2、42-/8,0?@.33A2516300.8B-.2--.353-.87/0,8-8,6C0/51632,7421/7,D>-2608320C-8D3520-34372,7B84-.C89-8D3181>624/E37?()*+,%-#F=>/:263,-363<-48,/<<8,9/;>42-/8,,G1/,<8,9/;>42-/8,,H-85/<013<-426-345,G/51632,7421/753-.87%!I)原子光谱项"对于研究多电子原子的结构,探索结构与性能的关系是十分重要的。如何从给定的电子组态特别是等价电

3、子组态导出原子光谱项,一直是结构化学教学中的难点之一。现行[)J#]%教材中仅是在就如何求取最简单的#$组态光谱项这一特例的基础上,介绍了表格图解法或逐级消去法。这种处理的缺陷是显而易见的,即所介绍的方法很难甚至不能推广应用于复杂组态光["J’]谱项的导出。鉴于此,在文献中时有新的方法报道,这些方法虽各有优点,但对于较复杂的等价电子组态光谱项的导出仍显繁琐,难于掌握。为此,笔者根据多年的教学实践,参考前人的研究成果,提出一种简单、快捷且易于掌握的推导复杂等价电子组态光谱项的简捷法。.基本思路电子组态分为等价电子组态和非等价电

4、子组态。对于非等价电子组态,只需分别找出组态的!和"的所有可能值,然后两两组合在一起,便可求得光谱项。对于等价电子组态,由于其电子具有完全相同的量子数#和$,根据K2>6/原理,另两个量子数%和%不能再全同。解决的方法可"!有两种:一是在各可能的!下求出相应的符合K2>6/原理的"值;二是从!与"的所有组合中除去违反K2>6/原理的谱项。本文按第一种方法,首先将给定组态按总自旋量子数!的可能取值不同而分为不同的自旋组态。为了能迅速求出!和轨道磁量子数的最大值&,不同的自旋组态仅以可"52A获最大&和&的排列用箭号形象标记,然

5、后用简单的代数方法分别求出各个!下满足K2>6/原!"理的"的可能值,从而达到快速导出原子光谱项之目的。/具体步骤/0.最大自旋组态!和"值的计算’[#]设给定的电子组态为#$,由于电子数与空穴数相等的组态具有相同的光谱项符号,不妨取曾彦飞男,"$岁,副教授,主要从事物理化学与结构化学的教学和研究。%$$$&$’&$(收稿,%$$)&$*&)$修回·,71·化学通报&**"年第"&期899::%%8)9;<6=(><(=<=?!"!"!#!"。当#个电子分占不同等价轨道且自旋平行时,$应取最大值,为直观起见可标记为:""#"

6、⋯"##!"⋯#"""⋯"⋯或简记为""⋯"ìïïïïïíïïïïïî{##显然,最大自旋组态下原子的总自旋量子数$为:$$#%&(")不难导出此自旋组态下原子的总轨道磁量子数的最大值%满足:&’()##"%&’()$#("#’)$#(&"##!")%&(&)’$*[,]若将最大自旋组态下原子的总角量子数标记为&,据文献归纳得:+%&ì(*#$&"!")ï("#$"或&")&#%&$í(-)",-,⋯,%&’(()&".#.",%&’()为奇数)ïî*,&,⋯,%&’()和%&’()%(&&".#.",%&’()为偶数)-如

7、(/组态,因"$-,#$-,其最大自旋组态可标记为:-&"*#"#&#-"""或简记为"""据式(")可得:$$-%&由式(&)可算出(也可从自旋组态标记直接看出):%&’()$(-&0-#-!")%&$-!&!"$1再据式(-)立即可得:&-%&$*,&,-,2,1-故(/组态的一组光谱项为:22222$,),*,+,,!"!较低自旋组态!和"值的计算当#个电子有不同自旋时,方可取得较低自旋组态的$值。设!自旋电子数为!,自旋电子"数为,则有!!,因%为正负对称分布,且$只取正值,可设!!,其自旋组态可简记为:""$#$"

8、!$üïï$ïïýïïïïþ⋯{"⋯""显然,其自旋量子数$为:$$(!#")%&(2)此时可按式(-)分别求出量子数&和&,然后将二组数值按角动量加和的矢量模型进行两!%&"%&两组合,并记为&%&,即得出此自旋组态下所有满足3(456原理的&可能值。!%&"%&考虑到在给定组态的所有微

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