多电子原子泡利原理ppt课件.ppt

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1、第五章：多电子原子:泡利原理第二节两个电子的耦合第一节氦的光谱和能级第三节泡利原理第四节元素周期表第二节两个电子的耦合第一节氦的光谱和能级第三节泡利原理第四节元素周期表第五章：多电子原子:泡利原理价电子状态的组合，称电子组态。氢原子中有一个电子，当氢原子处于基态时，这个电子在n=1，l=0的状态，用1s来描写这个状态，1s是氢原子中一个电子的组态.氦的两个电子都在1s态，那么氦的电子组态为1s1s或者记为1s2；一个电子在1s，另一个到2s，2p，3s，3d…,构成激发态的电子组态。一、电子的组态电子组态与能级的对应电子组态一般表示为n1l1n2l

2、2；组态的主量子数和角量子数不同，会引起能量的差异，比如1s1s与1s2s对应的能量不同；1s2s与1s2p对应的能量也不同。一般来说，主量子数不同，引起的能量差异会更大，主量子数相同，角量子数不同，引起的能量差异相对较小一些。一、电子的组态例：氦原子基态:1s1s第一激发态:1s2s镁原子基态:3s3s第一激发态:3s3p同一电子组态可以有多种不同的能量，即一种电子组态可以与多种原子态相对应。我们知道，一种原子态在能级图上与一个实实在在的能级相对应。未考虑角动量的耦合（包含但不限于自旋）?举例：氢原子例如2p,3d三、角动量耦合的一般法则两个角动

3、量L1，L2，它们的数值分别是二者不必总是轨道角动量或自旋角动量，但必须是角动量。耦合而成的总角动量（1）l的取值（2）对每一个l值，在Z轴上分量的取值（3）耦合之前，对每一个l值，在Z轴上分量的取值耦合之前的独立状态[(ml1)(ml1)]数目是（2l1+1）×（2l2+1）（4）耦合之后的独立状态数目耦合之前所形成的独立状态数目等于耦合之后所形成的独立状态数目在氦以及第二族元素中，考虑自旋后，在电子组态n1l1n2l2中，两个价电子分别有各自的轨道和自旋运动，因此存在着多种相互作用，使得系统具有的能量可以有许多不同的可能值。而每一种能量的可能值

4、都与一种原子态，即一个能级相对应。因此，这些原子态都是该电子组态可能的原子态。二、两个电子的耦合在两个价电子的情形中，每一个价电子都有它自己的轨道与自旋运动，因此情况比较复杂。设两个价电子的轨道运动和自旋运动分别是l1,l2,s1,s2，则在两个电子间可能的相互作用有六种：相互作用G1(s1s2)G2(l1l2)G3(l1s1)G4(l2s2)G5(l1s2)G6(l2s1)两个电子自旋相互作用两个电子轨道相互作用一个电子的轨道运动和它自己的自旋的相互作用一个电子的轨道运动和另一个电子自旋的相互作用较弱，可以忽略相互作用G1(s1s2)G2(l1l

5、2)G5(l1s2)G6(l2s1)两个电子自旋相互作用两个电子轨道相互作用G3(l1s1)G4(l2s2)一个电子的轨道运动和它自己的自旋的相互作用一个电子的轨道运动和另一个电子自旋的相互作用较弱，可以忽略二、两个电子的耦合（L-S耦合）L-S耦合相互作用G5(l1s2)G6(l2s1)G1(s1s2)G2(l1l2)两个电子自旋相互作用两个电子轨道相互作用G3(l1s1)G4(l2s2)一个电子的轨道运动和它自己的自旋的相互作用一个电子的轨道运动和另一个电子自旋的相互作用较弱，可以忽略二、两个电子的耦合（j-j耦合）j-j耦合L-S耦合两个电子

6、自旋之间的相互作用和两个电子的轨道之间的相互作用，比每个电子自身的旋--轨相互作用强。即G1(s1s2),G2(12),比G3(s11),G4(s22),要强得多。（1）两个电子自旋的耦合两个电子的自旋耦合(a)电子自旋组态(b)(a)自旋平行的三重态（b)自旋反平行的单态L-S耦合（2）两个电子轨道角动量的耦合当>时,L共有2+1个可能值;当<时,L共有2+1个可能值;（3）轨道总角动量和自旋总角动量的耦合L-S耦合当L>S时,每一对L和S共有2S+1个J值;由于S有两个值：0和1，所以对应于每一个不为零的L值，J值有两组，一组是当S=0

7、时，J=L；另一组是当S=1时，J=L+1，L，L-1。当L

8、相互作用G3(l1s1)G4(l2s2)一个电子的轨道运动和它自己的自旋的相互作用一个电子的轨道运动和另一个电子自旋的相互