S p d f g h

Систематика уровней в атомах и ионах.

Лекция 4

Состояние электрона в атоме характеризуется 4 квантовыми числами:

1. n – главное квантовое число E(n)=Ry/n² a(n)= an²

2. l – орбитальное квантовое число. l = 0, 1,…, n-1

3. s – спин s = ± ½

4. j = l + s -полный момент количества движения.

Если есть выделенное направление, например, магнитное поле, проекция l на это направление может принимать значения от – l до + l. Всего 2 l + 1 значений. Точно также количество возможных проекций для s и j равно соответственно 2 s + 1 и 2 j + 1.

Состояние атома в целом можно характеризовать суммарными квантовыми числами L, S, J. Электроны с одинаковыми значениями n и l образуют оболочку. Оболочка записывается так: n цифрами, а l буквами l = 0, 1, 2, 3, 4, 5

Cостояние записывается так: n l^{k 2S+1}L_J k – число электронов в оболочке. k = 1 не пишется.

В атоме водорода основное состояние 1s ²S _½. В состоянии с n = 2 возможны 2 значения l. l = 0 – оболочка 2s и l = 1 – оболочка 2p. Соответственно, эти состояния запишутся как:

состояние	2s ^2S1/2	2p ^2P1/2	2p ^2P3/2
Проекции	- ½ + ½	- ½ + ½	-3/2 - ½ + ½ + 3/2

Всего 8 проекций (2n²).

Для n =3 возможны уже 3 значения l = 0, 1, 2. Эти оболочки обозначаются как 3s, 3p и 3d.

Чтобы разобраться во всех этих уровнях используют диаграммы Гротриана. Для водорода диаграмма Гротриана выглядит так:

Переходы между уровнями подчиняются правилам отбора.

Дата добавления: 2014-01-20