2.6.2原子光谱项的推引对于原子中的单个电子I=0,1, 2, 3, 4, ... (n-1)光谱学s,p,d,f,g,..对于原子整体状态,原子的角量子数L =0,1, 2,3,4.1大写字母S,P,D,F,G,..2s+1L表示,它表示原子光谱项用符号电子轨道运动的一种能量状态
2.6.2 原子光谱项的推引 对于原子中的单个电子 l = 0, 1, 2, 3, 4,.(n-1) 光谱学 s, p, d, f, g,. 对于原子整体状态,原子的角量子数 L = 0, 1, 2, 3, 4 ,. 大写字母 S, P, D, F, G,. 原子光谱项用符号 2s+1L 表示,它表示 电子轨道运动的一种能量状态
例如 某原子L=2,S=1/2,光谱项2D.如果考虑电子的轨道运动和自旋运动相互作用,其能量状态用光谱支项来表示,即 2s+1LJ例如某原子L=1,S=1,J=2,1,03P光谱项光谱支项3P2,3P1,3Po°因此当L≥S时,2S+1是一个光谱项中所含光谱支项的数目,并称2S+1为自旋多重性
例如 某原子 L=2, S=1/2,光谱项 2D . 如果考虑电子的轨道运动和自旋运动相互作 用,其能量状态用光谱支项来表示,即 2s+1LJ 例如 某原子 L=1,S=1,J=2,1,0. 光谱项 3P 光谱支项 3P2 , 3P1 , 3P0 。 因此当 L≥S 时,2S+1是一个光谱项中所含 光谱支项的数目,并称 2S+1 为自旋多重性
当L<S时,一个光谱项包含2L+1个光谱支项,但习惯上仍然称2S+1为自旋多重性譬如1S称为单态S,3P称为三重态P三重态P中三个支项的能量间隔较小,而1S和3P谱项之间的能量间隔就较大。对于给定的J值,沿磁场方向有2J+1个不同的取向,所以每个光谱支项还包含2J+1个状态,这些状态在没有外加磁场时,能量是简并的
当 L< S 时,一个光谱项包含 2L+1 个光谱 支项,但习惯上仍然称 2S+1 为自旋多重性。 譬如 1S 称为 单态 S, 3P 称为三重态 P 三重态 P 中三个支项的能量间隔较小,而1S 和3P 谱项之间的能量间隔就较大。 对于给定的 J 值,沿磁场方向有 2J+1 个不 同的取向,所以每个光谱支项还包含 2J+1 个状 态,这些状态在没有外加磁场时,能量是简并的
当有外磁场存在时,将分裂成2J+1个不同的能级。举例推导原子光谱项和光谱支项(1)H原子1s1←ms1=1/2,ms=1/2,S=1/2;L=0m=0,m,=0,J=1/2光谱项2S;光谱支项2S1/2·(2)H。原子1s2ms1=/2,ms2=一1/2,m,=0,S=0;
当有外磁场存在时,将分裂成 2J+1个不同的能级。 举例 推导原子光谱项和光谱支项 (1)H 原子 1s1 ↑ ms1 = 1/2 , ms = 1/2 ,S =1/2 ; m1 = 0 , mL = 0 , L =0 ; J =1/2 光谱项 2S ;光谱支项 2S1/2 . (2) He 原子 1s2 ↑↓ ms1 = ½,ms2 = -1/2,ms = 0 ,S=0;
m,=0,m2=0,m,=0,L=0;J=0光谱项1S;光谱支项1S。结论:(a)周期表中ⅡA原子的外层电子组态均为(ns)2型,所以对应的光谱项和光谱支项均与H。原子相同。(b)凡是充满壳层s2,p6,d10,f14其S=0L=0,所以自旋角动量和轨道角动量均为零,考虑光谱项时,只需考虑开壳层上的电子(c)因为闭壳层的角动量为零,所以p2和p4的角动量相同,光谱项也相同。(p1和p5也相同)
m1=0 ,m2=0 ,mL = 0 ,L=0 ;J = 0 光谱项 1S ; 光谱支项 1S0 结论: (a)周期表中ⅡA 原子的外层电子组态均为(ns)2 型,所以对应的光谱项和光谱支项均与He 原子相 同。 (b)凡是充满壳层 s 2 , p6 ,d10 ,f14 其 S=0, L=0,所以自旋角动量和轨道角动量均为零,考 虑光谱项时,只需考虑开壳层上的电子。 (c)因为闭壳层的角动量为零,所以 p2 和 p4 的角 动量相同,光谱项也相同。 (p1 和p5 也相同)