![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Типы связей электронных моментов
Состояния атома, содержащего N электронов, описываются волновой функцией
Из-за кулоновского взаимодействия между электронами векторы
а также проекции на ось z:
В случае системы двух электронов состояния характеризуется квантовыми числами
Этих значений всего Формула (3.29) - правило сложения моментов. Это правило универсально, не зависит от природы момента импульса. Учтем спин электронов. Каждый из электронов обладает орбитальным моментом
При учете слабого взаимодействия между спинами полный спин сохраняется, при этом векторы спина отдельных электронов прецессируют вокруг направления вектора Полный момент импульса всех электронов
Такой тип сложения моментов отвечает нормальной связи, или связи Рассела-Саундерса (1904), или LS – связи. Для замкнутой системы вектор полного момента импульса Если спин–орбитальное взаимодействие для отдельного электрона сильнее, чем взаимодействие между моментами разных электронов, то складываются орбитальный и спиновый моменты для каждого электрона и образуется его полный момент импульса:
Векторы отвечает j–j –связи. В чистом виде этот тип связи встречается редко. Часто реализуются другие, более сложные типы связей электронных моментов Наиболее распространенным среди атомов периодической системы элементов является нормальный тип связи. Рассмотрим его подробнее. Полному орбитальному моменту (3.27) согласно (3.28) отвечает квантовое число L, возможные значения которого определяются правилом (3.29). Величина (длина) вектора полного спина определяется квантовым числом полного спина S:
магнитное спиновое квантовое число
Квантовое число J полного момента импульса определяет величину (длину) вектора
Проекции полного момента на ось z: Квантовое число J определяется правилом (3.29), если известны числа L, S:
Число J принимает 2 S +1 значений, если L Возможные значения квантового числа полного спина. В случае двух электронов: S = 1/2–1/2 = 0; S = 1/2+1/2 = 1. (3.36) В случае трех электронов: S = 1/2 + 1/2 + 1/2 = 3/2, S = 1/2 + 1/2 – 1/2 = 1/2. (3.37) Уровни энергии, определяемые заданными значениями чисел L и S, называются спектральными термами, или просто термами. К терму LS относятся(2 L +1)(2 S +1) состояний, которые различаются значениями проекций орбитального и спинового моментов на ось z. Учет спина и релятивистских эффектов приводит к расщеплению терма LS наряд компонент, соответствующих значениям полного момента J. Это – тонкое, или мультиплетное расщепление. В случае одного электрона термы являются дублетами. В случае двух электронов число S = 0 или 1.. Состояния с мультиплетностью 1 называют синглетами, а с мультиплетностью 3 – триплетами. В случае трех электронов число S = 1/2 или 3/2. Тогда состояния являются дублетами и квартетами. правила отбора для квантового числа J:
Для спинового квантового числа существует правило отбора:
Это - принцип запрета интеркомбинаций.
|