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第五章

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第五章. 多电子原子:泡利原理. §24 氦的光谱和能级. 有两套结构,两套能级之间没有相互跃迁; 存在几个亚稳态; 氦的基态 与第一激发态 之间能量差别很大; 在三层结构的能级中没有来自 的能级;. 氦原子能级图. 氦能级的标记. 氦的单双电子激发态(不按比例). 基态. §25 两个电子的耦合. 图 25.1 对应于不同 n 和 l 可能的状态. 电子 1. 电子 2. ( 2 ) L – S 和 j – j 耦合. 多电子情况. (3) 两个角动量耦合的一般法则. 角动量耦合. ( 4 )选择规则.

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第五章

多电子原子:泡利原理

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§24 氦的光谱和能级
  • 有两套结构,两套能级之间没有相互跃迁;
  • 存在几个亚稳态;
  • 氦的基态 与第一激发态 之间能量差别很大;
  • 在三层结构的能级中没有来自的能级;
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(4)选择规则

L – S 耦合:

j – j耦合:

26 pauli exclusion principle
§26 泡利不相容原理Pauli exclusion principle

(2)不相容原理的叙述

(1)历史回顾

The electronic states of an atom can only be

occupied in such a way that no two electrons

have exactly the same set of quantum numbers.

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(3)应用举例
  • 氦原子的基态
  • 原子的大小
  • 金属中的电子
  • 原子核内独立核子运动
  • 核子内的有色夸克
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§27 元素周期表

(1)元素性质的周期性

  • 114种元素,一行为一个周期,一列为一族,a为主族,b为副族;
  • 同一族中,元素的化学性质相似;
  • 不同元素的化学和物理性质呈现周期性变化。
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各种元素性质为什么呈 周期性变化?

原子内的电子按一定的壳层排列!

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(2)壳层中电子的数目
  • 泡利不相容原理
  • 能量最小原理
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洪特定则

朗德间隔定则

(4)原子基态

泡利原理

原子序数Z

电子组态

能量最小原理

可能存在的原子态

基态

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洪特定则(Hund rule):
  • 对于一个给定的电子组态形成的原子态,当某原子态具有的S最大时,它处的能级位置最低。
  • 对同一个S,又以L值最大时,它处的能级位置最低。
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附加规则

若价电子所处的支壳层达到或超过半满,则当J = L + S时,原子的能量最低;若不到半满,则当 J = | L – S |时,原子的能量最低。

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第五章小结
  • 氦能级和光谱

★基态电子组态、光谱项

★两套光谱(单态、三重态)

  • L – S和 j – j耦合

★各角动量、光谱项(原子态)

★选择规则

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■泡利不相容原理
  • 元素周期表

★原子的壳层结构(主壳层、支壳层)

◆泡利不相容原理

◆能量最小原理

◆原子的基态电子组态

★确定原子基态的方法

◆洪特定则

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