双原子分子谱项-1.ppt

§ 2-2 双原子分子谱项 从分子的电子组态出发，讨论由一给定组态产生的电子谱项以及电子谱项的推求，再进一步讨论分子的光谱支项。 一、双原子分子的电子组态 （1）组态（电子在分子轨道上分布） N2: (?1s)2(?*1s)2(?2s)2(?*2s)2(?2p)4(?2p)2 (2) ? ,?等轨道的含意（角动量分量大小）。 [原子轨道，节面（分子轨道），力学量（角动量分量）] lZ= (m=0, ?1, ?2, …) 记 因此，对于每个m≠0的轨道，能量都是双重简并的。 （3）组态表示忽略的作用 同原子一样，组态表示忽略了电子间的瞬间作用（轨道-轨道），磁矩间的作用（自旋-自旋；自旋-轨道）。 （4）同一组态下有多种微观状态 如： ?1 4种 ?2 6种 不计瞬间、磁矩间作用，能量是简并的， 考虑这些作用，则分成几个能级。 （总轨道角动量，总自旋角定量，总角动量） 二、双原子分子的电子谱项 1、总轨道角动量z分量、总自旋角动量计算 （1）总轨道角动量z分量的计算（标量和） ： 分子总轨道角动量z分量 ： 分子中i电子的轨道角动量分量 ： 总轨道角动量磁量子数 ： 单电子轨道角动量磁量子数 （2）根据角动量的大小标注的分子状态 ：不相同，双原子分子的能量不同。 ： 有双重简并度 (注意小写字母指的是单个电子，而大写字母指的是整个分子) （3）总自旋角动量计算 与原子的完全相同 2 双原子分子的电子谱项 （1）电子谱项的定义 同一组态下，S和|ML|相同，则能量相同。 记为： 2S+1称为多重性 （2）电子谱项的推求 ①闭壳层组态 所有亚层都被填满的分子组态，S和ML全部等于零 产生唯一的谱项1? 。 ②单电子 ?1 : s=1/2，所以S=1/2，ML=0, 为 2? 谱项。 基态电子组态即为一例。 ? 1 : s=1/2，所以S=1/2，ML=±1, 为2?谱项。 即为一例 ③不等价电子 ?? ：ML=0，S=0,1； 谱项：1?和3? ??： ML=±1, S=0,1； 谱项: 1?和3?。 ??: S=0,1，有单重态和三重态。 ?电子m= ?1，?电子m= ?2。于是的可能值是+3, -3, +1, -1。 这样产生?=3或1 谱项: 1?、3?、1?、3? ??：每个电子有m= ?1，ML的数值有：+2, -2, 0, 0。?的数值是2, 0和0。 自旋S=0,1 谱项：1?、3?、1?、3?、1?、3? ④等价电子 ?2; ?4; ?4 ： 1? ?2 ： （3）有关谱项的几点说明 ①同一谱项的微观状态数（同一组态的微观状态数） (2S+1)*1 （?） 或 （2S+1）*2 （其它） ②宇称（对称中心）（同核双原子分子） 分子总的波函数对称中心的作用是g或是u. g u 如是两电子的对称性相同（同为g或u),则总的波函数呈中心对称（g)。 g*g=u u*u=g g*u=u 例：H2 : 1?g O2 : 1? g 、1? g 、3? g ③分子总的波函数对分子轴的xz平面进行反映 。 （对称或反对称） 4 双原子分子光谱选律 ① ② ③ ④ 5 双原子分子的光谱支项 正如原子一样，自旋-轨道相互作用使分子谱项分裂成紧密相间的支项。 （1）定义 2