Состояния и уровни многоэлектронных атомов
В результате проявляется энергетическая неравноценность отдельных групп микросостояний, возникающих при размещениях электронов на орбиталях внешнего валентного слоя. Эти микросостояния группируются на основе свойств независимых друг от друга суммарных квантовых векторов моментов импульса орбитального
и спинового 
движений электронов в оболочке атома.
Такие объединения микросостояний называются термами. В пределах каждого терма квантовое число проекции каждого из независимых моментов ML
и
MS
пробегает весь набор необходимых значений от максимального до минимального: MLmin
ML
MLmax
и
MSminMSMSmax
, откуда для них определяются общие суммарные характеристики терма L
=
MLmax
=|
MLmin
|
и S
=
MSmax
=|
MSmin
|
Терм оказывается одним из результирующих многоэлектронных уровней оболочки, возникающих в пределах электронной конфигурации оболочки. Характеристиками такого уровня долны быть орбитальная электронная конфигурация и суммарные орбитальное и спиновое квантовые числа.
В общем случае терм вырожден. Кратность вырождения это число микросостояний с равной энергией, объединённых в терм. На этой первой стадии приближения она определяется формулой (2
L
+1)
´
(2
S
+1).
Во втором приближении
учитываются энергетические поправки, появляющиеся за счёт спин-орбитального эффекта. Эти эффекты имеют релятивистское происхождение и формально вычисляются через энергии взаимодействий магнитных моментов орбитального и спинового происхождения. Эти поправки имеют второй порядок малости, и примерно на три порядка меньше энергии электронно-ядерных взаимодействий. Спин-орбитальный эффект вызывает дополнительное расщепление термов. Термы, порождаемые во втором приближении, также вырождены, и кратность вырождения равна (2
J
+1)
.
Для валентных задач особого значения эти эффекты не имеют, однако их роль в спектроскопии, особенно для её аналитических приложений важна.
Важно представлять себе, что вся картина построения микросостояний и термов это просто детальная схема описания дискретных коллективных энергетических уровней электронов. В этом смысле вся совокупность символов, включая первоначальное указание конфигурации, а затем детальное перечисление различных признаков терма, есть просто перечисление необходимых квантовых признаков оболочки. В этом качестве она играет ту же роль, что набор квантовых чисел у одноэлектронного атома.
Для интерпретации атомных спектров важны правила отбора. Они происходят из детального симметрийного анализа, и их наглядность невелика
Правила отбора для спектральных переходов в атомных спектрах:
1) Запрет по конфигурации:
«Невозможны спектральные переходы между термами в пределах одной конфигурации».
Орбитальные запреты:
2) Запрет по квантовому числу n:
«Невозможны спектральные переходы между АО без изменения главного квантового числа». n=0.
3) Правило отбора по квантовому числу l:
«Возможны спектральные переходы между АО с изменением азимутального квантового числа на ±1». l=0.
Запреты и условия по суммарным квантовым числам
4) Запрет по мультиплетности (или сохранение суммарного спина):
«Запрещены спектральные переходы между термами разной мультиплетности».Это правило отражает закон сохранения спина. S=0.
5) Условия по суммарному орбитальному квантовому числу L:
Смотрите также
Жесткость воды и ее устранение
В пещерах спелеологи встречаются с
красивейшими известковыми образованьями – свешивающимися со сводов сталактитами
и растущими вверх сталагмитами. С точки зрения химии, возникновение этих
у ...
Платина
...
Несимметричные сульфиды
Полимерные вещества внедрились во все сферы
человеческой деятельности – технику, здравоохранение, быт. Ежедневно мы
сталкиваемся с различными пластмассами, резинами, синтетическими волокнами ...