原子物理学课件11

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再和第三个电子做耦合。
• 以 spp 的 LS 耦合为例：
• 第一步，sp
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第一个电子s： l1 =0 ； s1=1/2
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第二个电子p： l2 =1 ； s2=1/2
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L1 =1 ； S1= 0, 1
１Ｐ１ （ S1 = 0, L1 = 1, ３Ｐ2,1.0 （ S1 = 1, L1 = 1,
J1= 1）; J1= 2, 1, 0 ）
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• 第二步 , １Ｐ１和 p ； ３Ｐ2,1.0 和 p
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１Ｐ１和 p ：１Ｐ１：L1 = 1； S1 = 0
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p ： l3 = 1； s2 = 1/2
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L = 2，1，0； S = 1/2
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2D5/2, 3/2
（L = 2, S =1/2）
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2P3/2, 1/2 （L = 1，S =1/2） •5个二重态
• 负号不影响耦合结果，可见：np5耦合结果同np。
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问题：Ne原子基态的电子组态为 1s22s22p6, 求其能级符号。
（1S0，见P212） 激发态：1s22s22p53s，能级符号？•
（ 1Ｐ1 ，3Ｐ2,1.0 ）
• •（２）洪德法则（同科电子的耦合能级高低判断）
• 首先，能级“重数=2S+1”高者能量低；
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•（6） JJ耦合的适用条件
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存在三种耦合方式：JJ，LS，JS（交叉）
• 三组能量：ELS，E JJ，EJS中，取能量大的耦合方式。 •一般地，重元素用JJ耦合；轻元素用LS耦合；JS耦合较少采用。
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4.3 三个或三个以上电子的耦合
• 百度文库.3.1 非同科电子的耦合
• 规则：先做靠近内层的两个电子的耦合，耦合后的结果
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•精品课件
！
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•精品课件
！
• JJ耦合： •（2）本征值 ：
• •（3）量子数取值：
• （4）选择定则：
•（5）能级（原子态）标记：
•(J1, J2) J
• 例如：氦原子1s2s电子组态：
•能级标记: (1/2, 1/2)1, 0 = (1/2, 1/2)1 ，(1/2, 1/2)0
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• 再例：sp电子组态：
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s:
l1 ＝0; s1 ＝1/2；J1 ＝1/2
• 1s2s电子组态耦合得到：
•“有进无出”：（长寿命态）。
•重要应用：He－Ne激光器 •1s2s： （20.55 ev） Ne (2p55s) ; •1s2s： （19.77 ev） Ne (2p54s) .
见P163， 图6.13
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•4.2.2
• （1）JJ耦合规则
两个价电子角动量的JJ耦合
• 在能级“重数”相同时，“L”高者能量低。
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例如： np2 ： 3P2, 1,0；
1D2；
1S0
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E( 3P2, 1,0 ) < E (1D2) < E (1S0)
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问题： 3P2, 1,0 ＝3P2，3P1，3P0 。能级谁高谁低？
• 数值 ：
AL，S 值符号判断：
同科电子少于半个满支壳层电子数： AL，S > 0 同科电子大于半个满支壳层电子数： AL，S < 0 同科电子等于半个满支壳层电子数： AL，S = 0
• 1p2p：
•
3D3, 2,1；3P2, 1,0；3S1；1D2；1P1；1S0
np2 ：
3P2, 1,0；
1D2；
1S0
• 可见：同科电子耦合出的能级数量大大减少！
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原因：3D3, 2,1；3S1；1P1 能级不符合泡里原理。
• 同科电子的耦合方法见：P104，附录D
• •（１）同科电子耦合的一般规律：
原子物理学课件11
•……
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• • 特点1： 正氦和仲氦光谱
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仲氦光谱：S＝1 （三重态） S＝1 （三重态）跃迁产生；
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(有精细结构)
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正氦光谱：S＝0 （单重态） S＝0 （单重态）跃迁产生；
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(无有精细结构)
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历史误判：存在两种氦元素。
• 特点2： 亚稳态（长寿命态）：
• 氦原子基态：1s2 电子组态耦合得到：
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np5 耦合结果同 np；np4 同 np2；
•
nd9耦合结果同 nd；nd8同 nd2；
•
nd7同nd3；nd6 同 nd4
• 原因就以 np5 同 np 说明：
•
np5 ＝np6 － np
•
L（np5）＝L（np6）－L（np）＝－L（np）
•
S（np5）＝S（np6）－S（np） ＝－S（np）
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p: l2 ＝1; s2 ＝1/2；J2 ＝3/2, 1/2
• 对： J2 ＝3/2，
J = 2, 1
•能级标记: (1/2, 3/2)2, 1=(1/2, 3/2)2，(1/2, 3/2)1
•对：
J2 ＝1/2，
J = 1, 0
•能级标记: (1/2, 1/2)1, 0 =(1/2, 1/2)1，(1/2, 1/2)0
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4S3/2
（L = 0, S =3/2）
•8个四重能级
2D5/2, 3/2 2P3/2, 1/2 2S3/2
（L = 2, S =1/2） （L = 1, S =1/2） （L = 0, S =1/2）
•5个双重能级
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•4.3.2
同科电子（n, l 相同）的耦合
•(必须满足泡里原理)
• 例如：np2 (同科 p 电子）和 1p2p 比较：
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2S3/2 （L = 0，S =1/2）
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３Ｐ2,1.0 和 p： ３Ｐ2,1.0 ： L1 = 1； S1 = 1
p ： l3 = 1； s2 = 1/2
•L = 2，1，0； S = 3/2，1/2
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4D7/2, 5/2, 3/2, 1/2（L = 2, S =3/2）
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4P5/2, 3/2, 1/2 （L = 1, S =3/2）