第五章泡利原理

第五章多电子原子：泡利原理
一、学习要点
1. 氦原子和碱土金属原子：
氦原子光谱和能级（正氦（三重态）、仲氦（单态））
2. 重点掌握L－S耦合,了解j－j耦合
3.洪特定则、朗德间隔定则、泡利不相容原理；
4.两个价电子原子的电偶极辐射跃迁选择定则；
5．元素周期律：元素周期表，玻尔解释.
6．原子的电子壳层：
主壳层：K ＬＭＮO P Q
次壳层（课本表72页）、次支壳层
电子填充壳层的原则：泡利不相容原理、能量最小原理
7．原子基态的电子组态（P228表27.2）、莫塞莱定律
二、基本练习
（一）教材习题：杨书P255--256：5—2、5—4、5—5、5—8、5—9、5—11
（二）第五章自测
云南师范大学2009—2010学年
____原子物理学（5）自测卷
学院________专业_________年级______学号___________ 姓名_________
考试方式：闭卷考考试时量：120分钟试卷编号：（A、B、C卷）：A卷
1．选择题（从A、B、C和D中选一，在题号上打“√”，每题2分，共64分）
(1)关于氦原子光谱下列说法错误的是：
A.第一激发态不能自发的跃迁到基态；
B.1s2p 3P2,1,0能级是正常顺序；
C.基态与第一激发态能量相差很大；
D.三重态与单态之间没有跃迁
(2)氦原子由状态1s2p 3P2,1,0向1s2s 3S1跃迁,可产生的谱线条数为：
A.0；
B.2；
C.3；
D.1
(3)氦原子由状态1s3d 3D3,2,1向1s2p3P2,1,0跃迁时可产生的谱线条数为：
A.3；
B.4；
C.6；
D.5
(4)氦原子有单态和三重态两套能级,从而它们产生的光谱特点是:
A.单能级各线系皆为单线,三重能级各线皆为三线；
B.单重能级各线系皆为双线,三重能级各线系皆为三线；
C.单重能级各线系皆为单线,三重能级各线系皆为双线;
D.单重能级各线系皆为单线,三重能级各线系较为复杂,不一定是三线.
(5)下列原子状态中哪一个是氦原子的基态？
A.1P1；
B.3P1 ;
C.3S1; D．1S0;
(6)氦原子的电子组态为n1pn2s,则可能的原子态：
A.由于n不确定不能给出确定的J值,不能决定原子态；
B.为n1pn2s 3D2,1,0和n1pn2s 1D1；
C.由于违背泡利原理只存单态不存在三重态；
D.为n1pn2s 3P2,1,0和n1pn2s 1P1.
(7)氦原子有单态和三重态,但1s1s3S1并不存在,其原因是:
A.因为自旋为1/2,l 1=l2=0 故J=1/2 ;
B.泡利不相容原理限制了1s1s3S1的存在;
C..因为三重态能量最低的是1s2s3S1;
D.因为1s1s3S1和 1s2s3S1是简并态
(8)若某原子的两个价电子处于2s2p组态,利用L－S耦合可得到其原子态的个数是：
A.1；
B.3;
C.4;
D.6.
(9)4D3/2 态的轨道角动量的平方值是：A.-３ 2 ; B.6 2; C.-２ 2; D.２ 2
(10)一个p电子与一个 s电子在L－S耦合下可能有原子态为：
A.3P0,1,2, 3S1 ;
B.3P0,1,2 , 1S0;
C.1P1, 3P0,1,2 ;
D.3S1 ,1P1
(11)设原子的两个价电子是p电子和d电子,在Ｌ－Ｓ耦合下可能的原子态有：
A.4个；
B.9个；
C.12个；
D.15个；
(12)电子组态2p4d所形成的可能原子态有：
A．1P ３P １F ３F； B. 1P 1D 1F 3P 3D 3F;
C．3F 1F; D.1S 1P 1D 3S 3P 3D.
(13)铍（Be）原子若处于第一激发态,则其电子组态：
A.2s2s；
B.2s3p；
C.1s2p;
D.2s2p
(14)若镁原子处于基态,它的电子组态应为：
A．2s2s B.2s2p C.3s3s D.3s3p
(15)电子组态1s2p所构成的原子态应为:
A1s2p1P1 , 1s2p3P2,1,0 B.1s2p1S0 ,1s2p3S1
C1s2p1S0, 1s2p1P1 , 1s2p3S1 , 1s2p3P2,1,0; D.1s2p1S0,1s2p1P1
(16)判断下列各谱项中那个谱项不可能存在:
A.3F2;
B.4P5/2;
C.2F7/2;
D.3D1/2
(17)试判断原子态：1s1s3S1,1s2p3P2,1s2p1D1, 2s2p3P2中下列哪组是完全存在的？
A. 1s1s3S1 1s2p3P2 2s2p3P2 B .1s2p3P2 1s2p1D1
C. 1s2p3P2 2s2p3P2
D.1s1s3S1 2s2p3P2 1s2p1D1
(18)在铍原子中,如果3D1,2,3对应的三能级可以分辨,当有2s3d3D1,2,3到2s2p3P2,1,0的跃迁中可产生几条光谱线？
A．6 B.3 C.2 D.9
(19)钙原子的能级应该有几重结构？
A．双重； B.一、三重； C.二、四重； D.单重
（20）元素周期表中：
A.同周期各元素的性质和同族元素的性质基本相同；
B.同周期各元素的性质不同，同族各元素的性质基本相同
C.同周期各元素的性质基本相同，同族各元素的性质不同
D.同周期的各元素和同族的各元素性质都不同
（21）当主量子数n=1,2,3,4,5,6时，用字母表示壳层依次为：
A.K ＬＭＯＮＰ；Ｂ.ＫＬＭＮＯＰ；
C.ＫＬＭＯＰＮ；
D.ＫＭＬＮＯＰ；
（22）下列哪一个元素其最外层电子具有最小电离能？
Ａ.氟（Ｚ＝９）；Ｂ.氖（Ｚ＝１０）；Ｃ.钠（Ｚ＝１１）；Ｄ.镁（Ｚ＝１２）
（23）在原子壳层结构中，当l＝０，１，２，３,…时，如果用符号表示各次壳层，依次用下列字母表示：
Ａ.ｓ,ｐ,ｄ,ｇ,ｆ,ｈ．．．．Ｂ.ｓ,ｐ,ｄ,ｆ,ｈ,ｇ．．．
Ｃ.ｓ,ｐ,ｄ,ｆ,ｇ,ｈ．．．Ｄ.ｓ,ｐ,ｄ,ｈ,ｆ,ｇ．．．
（24）电子填充壳层时，下列说法不正确的是：
Ａ.一个被填充得支壳层，所有的角动量为零；
Ｂ.一个支壳层被填满半数时，总轨道角动量为零；
Ｃ.必须是填满一个支壳层以后再开始填充另一个新支壳层；
Ｄ.一个壳层中按泡利原理容纳的电子数为２n2
(25)实际周期表对K.L.M.N.O.P主壳层所能填充的最大电子数依次为：
Ａ.２,８,１８,３２,５０,７２；Ｂ.２,８,１８,１８,３２,５０；
Ｃ.２,８,８,１８,３２,５０；Ｄ.２,８,８,１8,１８,３２.
（26）按泡利原理，主量子数n确定后可有多少个状态？
Ａ.n2; Ｂ.2(2l+1); Ｃ.2j+1; Ｄ.2n2
(27)某个中性原子的电子组态是1s22s22p63s3p,此原子是：
Ａ.处于激发态的碱金属原子；Ｂ.处于基态的碱金属原子；
Ｃ.处于基态的碱土金属原子；Ｄ.处于激发态的碱土金属原子；
(28)氩（Ｚ＝１８）原子基态的电子组态及原子态是：
Ａ.1s22s22p63p８1S0; Ｂ.1s22s22p6２p63d83P0
Ｃ.1s22s22p63p61S0; Ｄ. 1s22s22p63p43d22D1/2
(29)某个中性原子的电子组态是1s22s22p63s２3p６5g1,此原子是：
Ａ.处于激发态的碱土金属原子；Ｂ.处于基态的碱土金属原子；
Ｃ.处于基态的碱金属原子；Ｄ.处于激发态的碱金属原子.
(30)有一原子，n=1,2,3的壳层填满，4s支壳层也填满，4p支壳层填了一半，则该元素是：
Ａ.Br(Z=35); Ｂ.Rr(Z=36); Ｃ.V(Z=23); Ｄ.As(Z=33)
(31)由电子壳层理论可知，不论有多少电子，只要它们都处在满壳层和满支壳层上，则其原子态就都是：
Ａ.３Ｓ０；Ｂ.１Ｐ１；Ｃ.２Ｐ１／２；Ｄ.１Ｓ0.
（32）氖原子的电子组态为1s22s22p6,根据壳层结构可以判断氖原子基态为：Ａ.１Ｐ１；Ｂ.３Ｓ１；Ｃ.１Ｓ０；Ｄ.３Ｐ０.
2．简答题（共12分，每题各4分）
（1）简要解释下列概念：泡利不相容原理、洪特定则、朗德间隔定则、能量最小原理、莫塞莱定律.
（2）L-S耦合的某原子的激发态电子组态是2p3p，可能形成哪些原子态？若相应的能级顺序符合一般规律，应如何排列？并画出此原子由电子组态2p3p向2p3s可能产生的跃迁.（首都师大1998）
（3）写出铍原子基态、第一激发态电子组态及相应光谱项.（1991中山大学）
3．计算题（共24分，每题各12分。

要求写出必要的文字说明、计算公式和重要演算步骤。

只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分。

）
（1）已知氦原子基态的电子组态是1s1s，若其中一个电子被激发到3s态，问由此激发态向低能态跃迁时，可以产生几条光谱线？要求写出相关的电子组态及相应的原子态，并画出能级跃迁图。

（2）镁原子基态的价电子组态是3s3s，若其中一个价电子被激发到4s态，从该激发态向低能级有哪些跃迁？写出相关的各电子组态及其相应的原子态，并作出能级跃迁图。