原子物理学第五章-2014讲述.pptx

第五章：多电子原子 :泡利原理 第二节 两个电子的耦合 Automic Physics 原子物理学 第一节 氦的光谱和能级 第三节 泡利原理 第四节 元素周期表 第一节：氦的光谱和能级 通过前几章的学习，我们已经知道了单 电子和具有一个价电子的原子光谱及其规律， 同时对形成光谱的能级作了比较详细的研究。 弄清了光谱精细结构以及能级双层结构的根 本原因-电子的自旋。 通过前面的学习我们知道：碱金属原子 的原子模型可以描述为： 原子实+一个价电子 能级 谱线 上一页 下一页 第五章 多电子原子 :泡利原理 首页 可见,价电子在碱金属原子中起了十分重 要的作用，它几乎演了一场独角戏 多电子原子是指最外层有不止一个价电 子， 换句话说，舞台上不是一个演员唱独角 戏，而是许多演员共演一台戏， 那么这时情 形如何， 原子的能级和光谱是什么样的呢？ 这正是本章所要研究的问题。 第一节：氦的光谱和能级 第五章 多电子原子 :泡利原理 能级 谱线 上一页 下一页 首页 我们知道碱金属原子的光谱分为四个线系： 主线系： 锐线系： 漫线系： 基线系： 实验表明，氦原子的光谱也是由这些线系 构成的，与碱金属原子光谱不同的是： 氦原子光谱的上述四个线系都出现双份， 即两个主线系，两个锐线系等。 1．谱线的特点 能级 谱线 第一节：氦的光谱和能级 第五章 多电子原子 :泡利原理 上一页 下一页 首页 实验中发现这两套谱线的结构有明显的 差异， 一套谱线由单线构成，另一套谱线却 十分复杂。具体情况是： 光谱： 单线 多线 四个线系均由单 谱线构成主, 锐 线系由三条谱线构成 漫,基线系由六条 谱线构成 第一节：氦的光谱和能级 第五章 多电子原子 :泡利原理 能级 谱线 上一页 下一页 首页 氦原子的光谱由两套谱线构成，一套是单层的，另一套是三层，这两套能级之间没有相互跃迁，它们各自内部的跃迁便产生了两套独立的光谱。 早先人们以为有两种氦，把具有复杂结构的氦称为正氦，而产生单线光谱的称为仲氦； 现在认识到只有一种氦，只是能级结构分为两套。 ？ 第一节：氦的光谱和能级 第五章 多电子原子 :泡利原理 能级 谱线 上一页 下一页 首页 第一节：氦的光谱和能级 第五章 多电子原子 :泡利原理 能级 谱线 上一页 下一页 首页 第一节：氦的光谱和能级 第五章 多电子原子 :泡利原理 能级 谱线 上一页 下一页 首页 什么原因使得氦原子的光谱分为两套谱线呢？我们知道，原子光谱是原子在不同能级间跃迁产生的；根据氦光谱的上述特点，不难推测，其能级也分为 单层结构: 三层结构: S, P, D, F----仲氦 S, P, D, F----正氦 2．能级和能级图 两套： 能级 谱线 第一节：氦的光谱和能级 第五章 多电子原子 :泡利原理 上一页 下一页 首页 1）能级分为两套，单层和三层能级间没有跃 迁；氦的基态是1s1s1S0； 3．能级和能级图的特点 第一节：氦的光谱和能级 第五章 多电子原子 :泡利原理 能级 谱线 上一页 下一页 首页 4）1s2s1S0和1s2s3S1是氦的两个亚稳态；（ 不能跃迁到更低能级的状态称为亚稳态,当 原子处在亚稳态时，必须将其激发到更高能， 方可脱离此态回到基态） 2）状态1s1s3S1不存在，且基态1s1s1S0和 第一激发态1s1s3S1之间能差很大； 3） 所有的3S1态都是单层的； 第一节：氦的光谱和能级 第五章 多电子原子 :泡利原理 能级 谱线 上一页 下一页 首页 的光谱都与氦有相同的线系结构。 5）一种电子态对应于多种原子态。 不仅氦 的能级和光谱有上述特点，人们发现，元素 周期表中第二族元素： Be(4)、Mg(12)、Ca(20)、Sr(38)、 Ba(56)、Ra(88)、Zn(30)、Cd(48)、Hg(80) 原子实+2个价电子。 由此可见，能级和光谱的形成都是二个价电子各种相互作用引起的. 即 第一节：氦的光谱和能级 第五章 多电子原子 :泡利原理 能级 谱线 上一页 下一页 首页 第二节：两个电子的耦合 1.定义： 两个价电子处在各种状态的组合， 称电子组态。 比如，氦的两个电子都在1s态，那么氦的电子组态是1s1s； 一个电子在1s， 另一个到 2s 2p 3s 3d…,构成激发态的电子组态。 电子的组态 对于氦, 两个电子的主量子数n都大于1，构成高激发态，实验上不容易观测，它需要很高的能量激发。 电子的组态 同一组态 内的相互 作用 选择定则 第五章 多电子原子 :泡利原理 上一页 下一页 首页