Состояния и уровни многоэлектронных атомов

Научная литература / Состояния и уровни многоэлектронных атомов
Страница 11

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:

Страницы: 6 7 8 9 10 11 12

Смотрите также

Химия в хозяйстве
Земля как планета солнечной си­стемы существует около 4,6 млрд. лет. Считают, что жизнь на ней зародилась 800—1000 тыс. лет назад. Ученые обнаружили следы деятельности первобытного человека, ...

Азокрасители. Ализариновый желтый
Области применения органических красителей очень многочисленны и разнообразны. Их применяют для окрашивания пряжи и ткани самого различного вида: льняных, шерстяных, хлопчатобумажных, шёлко ...

Физикохимия проницаемости биологических мембран
...