原子物理学课件 (12).ppt

《原子物理学课件 (12).ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、Ui＝Un,l,ml,ms＝Rn,l（r）Yl,ml（，）(ms)4.1.3满支壳层的性质满支壳层：已被电子装满的支壳层。如：K1s22s22p63s23p64s（1）电荷呈球对称分布；证明：电荷空间分布电子在空间的几率分布满支壳层全部电子的波函数2对单一电子：Ui＝Rni,li（ri）Yli,mli（i,i）i(msi)＝Uin,l,ml,ms一个原子中，电子的区别用（n,l,ml,ms）表示，球对称！满支壳层（n、l有确定值），原子的总波函数：而：（常数）Rn,l（r）2:和角度无关球对称由于主壳层由支壳层组成，推

2、论：满主壳层的电荷也呈球对称分布。（2）电子的总轨道角动量和自旋角动量均为零证明A，简单考虑：电荷在空间呈球对称分布要求：在空间任意位置有角动量必能在空间的另一对应位置有使得：同理：证明B，数学考虑：对l确定的满支壳层，ml,ms的全部取值为：而：总轨道磁量子数：总自旋磁量子数：所以，总轨道角动量：总自旋角动量：由于主壳层由支壳层组成，推论：满主壳层电子的总轨道角动量和总自旋角动量为0说明1：第三章中，碱金属的能量计算中不考虑“闭合壳层”满主壳层中电子磁场力作用的原因：说明2：在复杂原子的能量计算中，除最外层电子，可以不考虑满壳层中电子的和。满壳层

3、中：例如：Al原子电子的组态：[Ne]3s23p＝1s22s22p63s23p：只需计算3p电子;K原子的电子组态：1s22s22p63s23p64s：只需计算4s电子。回顾：复杂原子的能量E＝E0＋EL,S，问题：EL,S＝？4.2两个价电子原子的能级和光谱结构(内层形成电子封闭结构)II族元素：(IIa)Be，Mg，Ca，Sr，Ba及其副族：(IIb)Zn，Cd，Hg，He，．．．：电子能级结构和光谱类似。4.2.1角动量的LS耦合电子1：电子2：I,LS耦合规则：原子总角动量：新的角动量：问题：本征值？量子数取值？（1）本征值：类似第三章，

4、单一电子的情况，（2）量子数取值：L：(l1+l2)=Lmax，l1+l2-1，．．．，l1－l2=LminS：(s1+s2)=Smax，s1+s2-1，．．．，s1－s2=SminJ：(L+S)=Jmax，L+S-1，．．．，L－S=Jmin（3）磁场力耦合能量：+（5）能级（原子态）标记：（4）选择定则：J＝1,0(00)L＝1,S＝0L：原子总轨道角动量量子数，用大写S,P,D,F,G,…表示;S：原子总自旋角动量量子数；2S+1：分裂后的能级数；J：原子总角动量量子数。II．1s1nl1=1snl电子组态的LS耦合能级

5、（什么原子？）He原子第一个电子1s：l1=0；s1=1/2第二个电子nl：l2=由n定；s2=1/2设n=4，则：l2=3，2，1，0对：l2=01：设n=3，则：l2=2，1，0:同学自己做！（一分钟）设n=2，则：l2=1，0:同学自己做！（一分钟）设n=1，即：1s1s＝1s21：J=1：(三重态能级)？L＝0；S＝0：J=0：(单重态能级)？将（n,l）两个量子数相同的电子称为同科电子（又称等效电子）。显然1s2的两个电子是同科电子。如：K电子组态：1s22s22p63s23p64s。同科电子的耦合见P104，附录D（不介绍）。氦原子能级

6、总结()1snl