第五章 多电子原子
[教学内容]
§ 氦及周期系第二族元素的光谱和能级.
§ 具有两个价电子的原子态.
§ 泡利原理和同科电子.
§ 复杂原子光谱的一般规律.
§ 辐射跃迁的普用选择定则.
§ 原子的激发和辐射跃迁的一个实例--氦氖激光器.
[教学重点]
L-S 耦合;多电子原子的光谱;能级图和原子态.
泡利原理和同科电子原子态的确定;辐射跃迁的普用选择定则.
[教学难点]
L-S 耦合; 多电子原子基态的确定和能级高低的判别.
泡利原理和同科电子原子态的确定.
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若核(实)外有两个电子,由两个价电子跃迁而形成的光谱如何?能级如何?原子态如何?
He:Z=2
Be:Z=4=212+2
Mg:Z=12=2(12+22)+2
Ca:Z=20=2(12+22+22)+2
Sr:Z=38=2(12+22+32+22)+2
Ba:Z=56=2(12+22+32+32+22)+2
Ra:Z=88=2(12+22+32+42+32+22)+2
复****br/>H原子:
类H离子:
碱金属原子:
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§ He原子的光谱和能级
一、光谱
分成主线系、第一辅线系、第二辅线系等,每个线系有两套谱线。
二、能级
He原子的能级也分为两套,一套是单层的,一套是三层的。
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主线系: 三个成份
第一辅线系: 六个成份
第二辅线系: 三个成份
基线系: 六个成份
1.单层能级之间跃迁产生一组谱线
主线系:
第一辅线系:
第二辅线系:
基线系:
2.三层能级之间的跃迁产生一组复杂结构的谱线
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一般来说, 、 比较弱,可以忽略。
3.一两套能级之间不产生跃迁
§ 角动量耦合和对He光谱的解释
一、不同电子组态
二、一种电子组态构成不同原子态
四种运动之间有
六种相互作用:
L-S耦合
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当 时, 共 个
1、L-S耦合
当 时, 共 个
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例3:原子中有两个电子,当它们处于3p4d态时,原子有哪些可能的状态。
洪特定则:从同一电子组态形成的级中(1)重数最高即S值最大的能级位置最低
(2)重数相同即具有相同S值的能级中,那具有最大L值的位置最低
朗德间隔定则:能级的二相邻间隔同有关的二J值中较大那一值成正比
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当 、 << 、 时,
二、j-j耦合
例4:利用j-j耦合,求3p4d态的原子态。
解:
仍有12个态,且 值相同。一般的原子态表示为:
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三、电子组态和原子态
电子组态:( ) 如:
原子态:( )
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由元素组态的能级实际情况可判断原子态属哪种耦合。
JJ耦合一般出现在某些高激发态和较重的原子中
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