原子物理第五章多电子原子课件.ppt

《原子物理第五章多电子原子课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、回顾单电子原子类氢离子一价电子原子光谱分线系有精细结构能级分裂规律S单层能级其余双层能级原因相对论效应电子自旋一价电子原子二价,三价以上本章中心L-S耦合,洪特定则,朗德间隔定则，泡利原理,普用选择定则.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光谱的主线系，一辅系，二辅系，柏格曼系

2、等。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

3、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

4、耦合j-j耦合LS耦合的矢量图二、L-S耦合1.耦合方式按量子化要求，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

5、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（

6、L－S

7、）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。根据原子的矢量模型合成，合成；最后与合成，所以称其为耦合。耦合通常记为:一.L—S耦合模型属于G1，G2>>G3，G4原则：相互作用强的角动量间先耦合1.两个角动量耦合的一

8、般法则:设有两个角动量，且则的大小为且这里的是任意两个角动量。比如对单电子原子k1=l,k2=s,k=j，j=l+s,l-s正是上述法则合成的。则下一页2.总自旋，总轨道和总角动量的计算总自旋：其中:且故总自旋的可能值为:其中:故:其中:总轨道下一页总角动量，根据上述耦合法则其中对于两个价电子的情形：S=0,1.当S=0时，J=L下一页当S=1时，由此可见，在两个价电子的情形下，对于给定的L，由于S的不同，有四个J,而L的不同，也有一组J，L的个数取决于l1l2；可见，一种电子组态可以与多重原子态相对应。此外，由于S有两个取值：S=0和S

9、=1，所以2S+1=1,3;分别对应于单层能级和三层能级；这就是氦的能级和光谱分为两套的原因。状态符号3.L—S耦合举例:[例1](1s)(1s)组态的耦合l1=0，l2=0L=0s1=1/2,s2=1/2S=1,0L=0，S=1J=1(待证)L=0，S=0J=01S03S1可证(1s)(1s)3S1状态违反泡利原理[例2](1s)(2s)组态的耦合可耦合出状态(1s)(2s)3S1(1s)(2s)1S0[例3](1s)(2p)组态的耦合l1=0，l2=1L=1s1=1/2，s2=1/2S=1,0L=1，S=1J=2,1

10、,0L=1，S=0J=1状态(1s)(2p)3P2(1s)(2p)3P1(1s)(2p)3P0(1s)(2p)1P1共4个练习：写出组态(n1p)(n2d)耦合后的状态。共12个Pd电子在L