第4章_金属原子解析.ppt

锂：?s=0.4 ?p=0.05 ?d= 0.001 ?f =0.000 钠：?s=1.35 ?p=0.86 ?d =0.001 ?f =0.000 例题：求锂原子主线系第二条谱线波长 练习1：钠原子谱线计算公式 练习1：钠原子谱线计算公式 练习2：钾原子谱线计算公式 练习2：钾原子谱线计算公式 1. 原子实极化 § 4.4 电子自旋与轨道运动的相互作用 3、电子自旋与轨道的相互作用能 修正后总能级 对于氢原子Z*=1,σ=σ’=0 * 这一实验事实的启示是什么？ § 4.1 光谱规律 第四章 碱金属原子 碱金属原子：Li, Na, K, Rb, Cs, Fr (Z=) 3, 11, 19, 37, 55, 87 实验表明：电子在较远轨道间跃迁产生的光谱 与氢原子的光谱极相似。 特点：最外层有一个价电子,其余电子和核形成原子实 碱金属原子：原子实 + 一个价电子 H原子：原子核 + 一个电子 ) Na：Z=11 基态电子排布: Li：Z=3 基态电子排布: K： Z=19 基态电子排布: 0 10000 20000 30000 40000 厘米-1 2 主线系 8126 一辅系 二辅系 柏格曼系 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 4 5 s ?=0 p ?=1 d ?=2 f ?=3 H ? 6 7 Li原子能级图 Li原子的四个谱线系（能级由量子数n和?决定） 主线系： np→2s (n≥2) 第二辅线系（又称锐线系） ns→2p (n≥3) 第一辅线系（又称漫线系） nd→2p (n≥3) 柏格曼系（又称基线系） nf→3d (n≥4) ?= 0 1 2 3 4 … 标记： s p d f h … 电子态 S P D F H … 原子态 (氢原子: ) 碱金属原子的光谱项: : 为量子数修正值或量子数亏损 碱金属原子的能级: n = 2, 3, 4… n =3,4,5… n =3,4,5… n =4,5,6… 第二辅线系： 第一辅线系： 基线系： 主线系: 2 3 3 3 4 4 5 5 5 4 5 s ?=0 p ?=1 d ?=2 f ?=3 Na原子能级图 n = 3, 4… n =4,5… n =3,4,5… n =4,5,6… 第二辅线系： 第一辅线系： 基线系： 主线系: 2 4 4 5 5 5 4 5 s ?=0 p ?=1 d ?=2 f ?=3 钾原子能级图 n = 4,5… n =5,6… n =4,5… n =4,5… 第二辅线系： 第一辅线系： 基线系： 主线系: 电子远离原子实运动时，价电子好象处在一个单位正电荷的库仑场中运动，与氢原子模型完全相似，所以光谱和能级与氢原子相同。 §4.2 原子实的极化和轨道贯穿 电子接近原子实运动时，原子实正负电中心会发生相对移动，形成偶极子。价电子除点电荷外还受到偶极子的吸引力而引起能量降低。 非贯穿轨道 贯穿轨道 价电子的轨道运动 2.轨道贯穿 价电子在原子实外，原子实的作用Z*=1。价电子在原子实内(贯穿)，原子实的作用Z*=1。 平均而言：Z* 1 光谱项： §4.3 碱金属原子光谱的精细结构 用高分辨光谱仪观察发现，主线系和锐线系是双线结构，漫线系和基线系是三线结构。例如钠的黄色光谱线，是主线系的第一条线，由波长为5890?和5896?的两条分线构成。 实验事实 碱金属原子三个线系的精细结构示意图。间隔代表波数差。 特点： （1）主线系：精细成分的间隔随能级增高而减小，最后合二 为一。 （2）第二辅线系：精细成分的间隔不变。 （3）第一辅线系三线结构，最外两条间隔不变，中间一条随 能级增加逐渐右靠。 实验结果分析推论： 光谱线的任何分裂都是能级分裂的结果。 （1）s能级是单层的，p能级是双层的，d和f能级是双层的。 （2）双层能级较高的一级不向双层能级较低的一级跃迁。 （3) n一定，双层能级随 增加而间隔减小。 以Li原子为例。 二辅系：2P-nS 主线系：2S-nP 一辅系：2P-nD 能级为什么会发生精细分裂