原子的电子结构与元素周期系h.pptVIP

讨论：由表可见，虽然d1组态中只有1个电子，但在原子核外有10种可能的排列方 式，称为“微观状态”简称为“微态”，当不存在外磁场时，d1组态的这10种微态的能量相同，即能级简并，故其简并度为10 例题8：某原子外层的电子组态为d2，推定其电子光谱项，并讨论每个光谱项所包含的微态数。 解：步骤一，写出d2组态电子可能出现的排列方式，见表 步骤二，根据d2组态电子的排列方式，求原子在对应状态下的总轨道磁量子数ML和总自旋磁量子数MS，方法如下。 步骤三，求总轨道角量子数L：根据 ，只有1个d电子，l=2，所以L=2 步骤四，写出光谱项 L=2，光谱符号为D，所以d1电子的光谱项为2D，是二重简并，称为二重D （1）求原子的总轨道磁量子数ML：因为d2电子l1=2，l2=2，L=4，所以原 子的总轨道磁量子数ML=0, ± 1,± 2, ±3, ±4 （2）求原子的总自旋磁量子数MS： MS=∑ms 因为ms= ±1/2，所以 MS=-1，0，0，+1，对应四种排列方式-1(↓↓)，0(↑↓)，0(↓↑)，+1(↑↑) 电子可能的组态列入下表： * 1,0,0,-1 -3 × × 1,0,0,-1 -2 × × 1,0,0,-1 -1 × × 1,0,0,-1 -1 × × 1,0,0,-1 0 × × 1,0,0,-1 1 × × 1,0,0,-1 0 × × 1,0,0,-1 1 × × 1,0,0,-1 2 × × 1,0,0,-1 3 × × 0 -4 ×× 0 -2 ×× 0 0 ×× 0 2 ×× 0 4 ×× -2 -1 0 1 2 MS=∑ms ML=∑ml ml * 步骤三：根据表中数据归纳出每种微态(ML，MS)下电子出现的次数。例如微态(0，0) 电子出现的次数为5，微态(1，1) 电子出现的次数为2，等。结果列入下表 1 -4 1 2 1 -3 1 3 1 -2 2 4 2 -1 2 5 2 0 2 4 2 +1 1 3 1 +2 1 2 1 +3 1 +4 -1 0 +1 MS ML 表(1) * * 步骤四： 采用削减法找谱项的过程。通过ML数据反推总轨道角量子数L值，通过MS数据反推总自旋角量子数S值。方法如下： ML和MS的最大值也就是L和S的最大值，由表(1)可见，ML的最大值为4，故L=4，它对应的MS＝0，故S=0，所以由表(1)产生光谱项1G 反过来说，1G光谱项包括了MS=0对应的ML=0， ± 1，± 2，± 3, ±4的9种微态 对应9种微态 1G光谱项产生后，将这些微态从表(1)中删去既得到表(2) MS ML +1 0 -1 +3 1 1 1 +2 1 2 1 +1 2 3 2 0 2 4 2 -1 2 3 2 -2 1 2 1 -3 1 1 1 （2） 对应21种微态 由表（2）知L=3、S=1 同理：可得表(3)、(4)、(5) * （0， ± 1，± 2，± 3）×3 MS ML +1 0 -1 +2 1 +1 1 2 1 0 1 3 1 -1 1 2 1 -2 1 （3） MS ML +1 0 -1 +1 1 1 1 0 1 2 1 -1 1 1 1 （4） MS ML 0 0 1 （5） 对应5种微态 对应9种微态 对应1种微态 * 0， ± 1，± 2 （0， ± 1）×3 * d2电子组态对应的光谱项及相应的微态数 对应9种微态 对应21种微态 对应5种微态 对应9种微态 对应1种微态 (3)基态光谱项的确定 电子组态的各光谱项中，能量最低的光谱顶称为基态光谱项。按照Pauli不相容原理和Hund规则，基态谱项可按下列原则确定 （0， ± 1，± 2，± 3）×3 ( 0 ) （0， ± 1）×3 （0， ± 1，± 2，± 3，± 4） （0， ± 1，± 2） 1S 0 0 d0 2D 1/2 2 ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ d9 4F 3/2 3 ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ d7 3F 1 3 ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ d8 1S 0 0 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ d10 5D 2 2 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ d6 6S 5/2 0 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ d5 5D 2 2 ↑ ↑ ↑ ↑ d4 4F 3/2 3 ↑ ↑ ↑ d3 3F 1 3 ↑ ↑ d2 2D 1/2 2 ↑ d1 -2 -1 0 1 2 基态光谱项 S L ml dn * ① 同一组态(即n、l相同)的电子，S值最大者能级最低； ② S值相同时，L值最大者，能级最低； ③ L和S值均相