Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Топ:
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Интересное:
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2017-07-09 | 669 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
В приближении центрального поля энергия атома полностью определяется заданием электронной конфигурации, т.е. заданием n l для каждого электрона.
Каждой электронной конфигурации () соответствует состояний. Все эти состояния различаются значениями . Отнесение этих состояний к одному и тому же энергетическому уровню возможно до тех пор, пока мы не учитываем спин-орбитальное или электростатическое взаимодействие. Учет этих взаимодействий приводит к расщеплению уровней на ряд подуровней. Электростатическое взаимодействие приводит к расщеплению уровня, соответствующего данной электронной конфигурации на ряд подуровней, характеризуемых различными значениями полного орбитального момента электронов и спина.
Физический смысл зависимости энергии расщепления от L
Различным значениям L соответствует различная ориентация орбитальных моментов отдельных электронов.
В состояниях с различными значениями L электроны находятся на разных расстояниях друг от друга, поэтому различной будет энергия электростатического отталкивания. Энергия взаимодействия электронов с ядром и энергия взаимодействия электронов друг с другом имеют разные знаки, поэтому электростатическое взаимодействие приводит к сдвигу энергетических уровней вверх (Значение энергии по абсолютной величине уменьшается).
Эмпирически было установлено, что для основных конфигураций и для конфигураций, содержащих эквивалентные электроны, расщепление уровней при электростатическом взаимодействии подчиняется правилу Хунда, которое гласит, что:
наименьшей энергией обладает уровень с наибольшим возможным для данной электронной конфигурации значением квантового числа полного спинового момента S и наибольшим возможным для данного S значением орбитального квантового числа L.
|
Состояние с наименьшей энергией в атоме называется основным.
Уровни энергии, соответствующие определенным значениям L и S, называются спектральными термами.
Для обозначения термов используют заглавные буквы латинского алфавита.
Если , , . И.т.д.
Релятивистские эффекты, в частности спин-орбитальное взаимодействие, приводят к расщеплению каждого терма на ряд компонент, соответствующих значениям полного механического момента атома.
Полный механический момент - , где j – квантовое число полного механического момента.
Расщепление терма в результате спин-орбитального взаимодействия называется тонким или мультиплетным.
Квантовое число полного момента может принимать значения: ;
Если L>S => всего (2S+1) значение J => каждый терм расщепляется на (2S+1) компоненту.
Если L<S=> всего (2L+1) значение J => каждый терм расщепляется на (2L+1) компоненту.
Мультиплетность: .
Полное обозначение терма: .
В зависимости от того, на сколько компонент расщепляется терм при спин-орбитальном взаимодействии, термы подразделяют на синглетные, дуплетные и триплетные.
Каждому терму с L и S относится (2L+1)(2S+1) состояний, отличающихся значением квантовых чисел проекций орбитального и спинового моментов, поэтому состояние многоэлектронного атома будет вырождено.
Энергия изолированного атома не может зависеть от того, как полный механический момент атома ориентирован в пространстве, следовательно, каждая j-тая компонента терма вырождена с кратностью вырождения 2J+1 и статистический вес состояния равен:
C другой стороны:
, т.е. учёт спин-орбитального взаимодействия не меняет числа состояний, относящихся к терму LS
Мультиплетное расщепление подчиняется правилу интервалов Ланде, которое гласит:
1) расщепление уровней с квантовыми числами J, J-1 пропорционально J
|
2) A(L,S) – постоянная мультиплетного расщепления. Зависит от квантовых чисел L и S и может быть как положительной, так и отрицательной.
· Если при A>0, наименьшим значением энергии обладает с наименьшим большим возможным значением J=L-S, то такие мультиплеты называются нормальными.
· Если при A<0 наименьшим значением энергии обладает компонента мультиплета с наибольшим возможным значением J=L+S, то такие мультиплеты называются обращенными.
Эмпирически было установлено, что для конфигурации атомов, содержащих n эквивалентных электронов, справедлива закономерность:
· если n<(2l+1), т.е. оболочка заполнена менее чем на половину, то для такого атома будет наблюдаться нормальный мультиплет
· если n>(2l+1), т.е. оболочка заполнена более чем на половину, то для такого атома будет наблюдаться обращенный мультиплет
· если n=(2l+1), мультиплетное расщепление отсутствует
Группировка уровней, типичная для L-S связи:
Расстояние между термами одной электронной конфигурации значительно меньше, чем расстояние между одинаковыми термами различных конфигураций:
Каждый терм, за исключением синглетных и S-термов, имеет тонкую структуру, причем расстояние между компонентами этой структуры значительно меньше, чем расстояние между различными термами.
L-S связь называется связью Рассела-Саундерса, или нормальной связью.
Нахождение термов многоэлектронной конфигурации, состоящей из неэквивалентных электронов:
Все возможные термы легко получить на основании общего квантовомеханического правила сложения моментов.
1) Находим орбитальный механический момент системы: ,
2) Находим спиновой механический момент системы: ,
3) ,
Состояние записываем в виде:
Сложение производится сначала для двух электронов, а затем к получившимся термам последовательно присоединяются по одному электрону.
Пример Найти всевозможные термы для конфигурации npn’p’, а затемдля конфигурации npn’p’n’’p’’
Добавление 1 электрона к синглетным термам даёт дублетные термы, к дублетным – синглетные и триплетные, к триплетным – дублетные и квартетные.
Существует простой приём определить мультиплетность термов, состоящих из неэквивалентных электронов: добавляя к терму данной конфигурации электрон, мы получим термы с мультиплетностью на единицу больше и единицу меньше исходной.
|
Часто указывается статистический вес конфигурации. Статистическим весом конфигурации называется полное число состояний, относящихся к данной электронной конфигурации. Для конфигурации, содержащей неэквивалентные электроны:
Для конфигураций из k эквивалентных электронов статистический вес определяется числом возможных комбинаций, которые можно составить из квантовых чисел с учетом принципа Паули. Число таких комбинаций равно числу сочетаний из по k:
|
|
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!