《多电子原子》PPT课件

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1、He：Z=2Be：Z=4=212+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第五章多电子原子1.两套光谱线系，两套能级5.1氦及碱土金属原子的光谱和能级碱土金属：Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra,Zn,Ge,Hg,两个活跃的价电子一.He原子光谱和能级He及碱土金属原子光谱具有相仿的结构，具有原子光谱的一般特征，如：线状，谱线系。但也有特殊性。两套光谱线系都分别有类似碱金属原子

2、光谱的主线系，一辅系，二辅系，柏格曼系等。氦原子能级图2.两套能级间不产生跃迁3.不存在态4.存在两个亚稳态5.电子组态相同的，三重态能级总低于单一态相应的能级；三重能级结构中，同一值的三个能级，值大的能级低（倒转次序）这五个特点包含着五个物理概念。二.Mg原子光谱和能级Mg原子光谱和能级结构与He原子相似，也有差异。5.2具有两个价电子的原子态一.电子组态1.电子组态的表示处于一定状态的若干个（价）电子的组合激发态电子组态:基态电子组态：简记：简记：简记：氦原子基态:1s1s激发态:1s2s，1s2p，1s3s，1s3p，……镁原子基态:激发态:电子组态仅反映了电子轨道运动的特征（库仑

3、相互作用）；对同一电子组态，即使库仑相互作用相同，但由于自旋-轨道相互作用的不同，具有不同的总角动量，所以会产生不同能量的原子状态。2.两个电子间自旋-轨道相互作用的方式自旋-自旋相互作用轨道-轨道相互作用自旋-轨道相互作用两种极端情形：L-S耦合j-j耦合电子1电子2二、L-S耦合1.耦合方式LS耦合的矢量图按量子化要求，量子数L,S如下确定：按量子化要求，总角动量量子数J如下确定：当L>S时,每一对L和S共有2S+1个J值;当L

4、=1,0；L=2,1,0L=012S=0(1S0)1P1(1D2)S=13S1(3P2,1,0)3D3,2,13.LS耦合下的洪特规则每个原子态对应一定的能级。由多电子组态形成的原子态对应的能级结构顺序有两条规律可循：洪特定则：1.从同一电子组态形成的诸能级中，（1）那重数最高的，亦即S值最大的能级位置最低；（2）具有相同S值的能级中那些具有最大L值的位置最低。2.对于同科电子，即同nl，不同J值的诸能级顺序是：当同科电子数≤闭壳层电子占有数一半时，以最小J值（

5、L－S

6、）的能级为最低，称正常序。同科电子数>闭层占有数的一半时，以最大J（＝L+S）的能级为最低，称倒转序。4.朗德间隔定则

7、在L-S耦合的多重态能级结构中，相邻的两能级间隔与相应的较大的J值成正比。因而两相邻能级间隔之比等于两J值较大者之比。例:三个能级两个间隔之比为2:1三个能级两个间隔之比为2:3三个能级两个间隔之比为4:35.LS耦合模型对He,Mg能级的理解He能级三.j-j耦合1.耦合方式量子数：2.j-j耦合下原子态标记例题:电子组态nsnp，在j-j耦合情况下，求可能的原子态。j2=1/2(1/2,1/2)1,0,(3/2,1/2)2,1j1=1/2,3/2电子组态nsnp：s1=1/2,l1=1s2=1/2,l2=0；所以j1=1/2,3/2,j2=1/2。与LS耦合下的原子态数和总角动量J相

8、同四.两种耦合模型的比较原子能级的类型实质上是几个相互作用强弱不同的表现。LS耦合对于原子的基态和轻原子的低激发态成立，适用范围较广；j-j耦合一般出现在高激发态和较重的原子中。5.3泡利原理与同科电子一.电子的量子状态描述轨道角动量、自旋角动量空间取向量子数，取值：用五个量子数描述：二.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)。例：He原子1s1s电子组态不能形成原子态。因此，两个电子的不能再相同，即两电子的自旋取向必须相反，总自旋S只能为0.只能形成电子组态1sns(n≠1)可以形成二个原子态：同理，nsns也只形成一个原子态

9、：三.同科电子（等效电子）形成的原子态n，l相同的电子称同科电子，或等效电子。同科电子由于全同粒子的不可区分和不相容原理限制，由同科电子L-S耦合的原子态少于非同科电子组态原子态。例：两个同科p电子形成的原子态。15种组合按开列：非同科两p电子形成的原子态为：四.原子内的电子按一定的壳层排列对于一个给定的支壳层l，可有(2l+1)个不同的ml，而对应每一个ml，又有2个不同的ms，故(n,l)支壳层中所包含的量子态数为2(2l+1)