光谱项综合解析.ppt

三、光谱项（term）和光谱项的推求 1、谱项概念的来历 在人们充分认识原子光谱之前，巴尔末的工作已经指出：氢原子光谱中，各谱线的频率可表示为两项之差 我们知道，这些项代表一系列能级，即原子可能具有的能量。由于习惯上的原因，现在人们在标记能级的时候，仍沿用了光谱项这一名词。 2、光谱项符号 给定电子组态下，只有当两个定态的量子数L和S都相同，能量才相同。 我们将同一组态给出的具有相同L和S值的一组状态称为一个光谱项(或简称谱项)，并用符号 2S+1L标记 （n 2S+1L标记)。 （2S+1称为多重度） 这样，当考虑真实的电子静电排斥能时，原本在中心场近似下一个电子组态分裂成若干光谱项，不同光谱项的能量不同，各能级用电子组态和光谱项符号共同标记。 当L取不同值时，分别用大写的英文字母表示如下: L 0 1 2 3 4 5 6 符号 S P D F G H I 例1：s2: (1S) 例2：s1s1： (1S, 3S) 对于一个光谱项2S+1L，每个L值有2L+1个ML值，每个S值有2S+1个MS值，因此，一个光谱项含有(2L+1)(2S+1)个简并态(对应的微观状态数），能级简并度为(2L+1)(2S+1)。 例1：s2: （1） 例2：s1s1： （4） （= 3+1） 3、各种原子的光谱项的推求 （1）一般过程 根据给定电子组态下各个电子的li和si,依据前面的两方法求出原子的量子数L和S。 （2）等价电子和不等价电子 不等价电子：即有两个电子分别位于不同的亚层， 或是n或l不同，或者两者都不同。 等价电子，即电子在同一亚层，或是有相同的n和l （3）不等价情况的推求 (相对容易，耦合规则） 例 1：s1s1 s1=1/2, s2=1/2, S=0,1 L1=0, L2=0 L=0 谱项： 3S，1S (简并度或是微观状态数的验证，以下例同） 例 2：s1 p1 s1=1/2, s2=1/2, S=0,1 L1=1, L2=0 L=1 谱项：3p 1p 例 3：s1d1 s1=1/2, s2=1/2, S=0,1 L1=2, L2=0 L=2 谱项： 3D，1D 例 4：p1 p1 s1=1/2, s2=1/2, S=0,1 L1=1, L2=1 L=2,1,0 谱项： 3S 1S 3p 1p 3D 1D (4)等价情况的推求（不能用耦合规则） 例 1：s2 L=0 S=0 谱项：1S (简并度或是微观状态数的验证，以下例同） 例 2：p6 L=0 S=0 谱项：1S **** 结论**** ⑴闭壳层组态的谱项 在闭壳层组态中，各亚层都充满。在这样的组态中，有一电子ms=+1/2，就有一电子ms=-1/2。因此S必然为0。 在闭壳层中，有一磁量子数为m的电子，就有一磁量子数为-m的电子，因此L必然为0。 总之，闭壳层组态只能产生一个谱项1S。 ⑵开壳层组态的谱项 对于开壳层组态，充满的亚层对L和S值没有贡献，求谱项时可以忽略，只需考虑没有充满电子的那些亚层。 例 3 C原子基组态的谱项。 （1s22s22p2)