
2.6.2原子光谱项的推引对于原子中的单个电子I=0,1, 2, 3, 4, ... (n-1)光谱学s,p,d,f,g,..对于原子整体状态,原子的角量子数L =0,1, 2,3,4.1大写字母S,P,D,F,G,..2s+1L表示,它表示原子光谱项用符号电子轨道运动的一种能量状态
2.6.2 原子光谱项的推引 对于原子中的单个电子 l = 0, 1, 2, 3, 4,.(n-1) 光谱学 s, p, d, f, g,. 对于原子整体状态,原子的角量子数 L = 0, 1, 2, 3, 4 ,. 大写字母 S, P, D, F, G,. 原子光谱项用符号 2s+1L 表示,它表示 电子轨道运动的一种能量状态

例如 某原子L=2,S=1/2,光谱项2D.如果考虑电子的轨道运动和自旋运动相互作用,其能量状态用光谱支项来表示,即 2s+1LJ例如某原子L=1,S=1,J=2,1,03P光谱项光谱支项3P2,3P1,3Po°因此当L≥S时,2S+1是一个光谱项中所含光谱支项的数目,并称2S+1为自旋多重性
例如 某原子 L=2, S=1/2,光谱项 2D . 如果考虑电子的轨道运动和自旋运动相互作 用,其能量状态用光谱支项来表示,即 2s+1LJ 例如 某原子 L=1,S=1,J=2,1,0. 光谱项 3P 光谱支项 3P2 , 3P1 , 3P0 。 因此当 L≥S 时,2S+1是一个光谱项中所含 光谱支项的数目,并称 2S+1 为自旋多重性

当L<S时,一个光谱项包含2L+1个光谱支项,但习惯上仍然称2S+1为自旋多重性譬如1S称为单态S,3P称为三重态P三重态P中三个支项的能量间隔较小,而1S和3P谱项之间的能量间隔就较大。对于给定的J值,沿磁场方向有2J+1个不同的取向,所以每个光谱支项还包含2J+1个状态,这些状态在没有外加磁场时,能量是简并的
当 L< S 时,一个光谱项包含 2L+1 个光谱 支项,但习惯上仍然称 2S+1 为自旋多重性。 譬如 1S 称为 单态 S, 3P 称为三重态 P 三重态 P 中三个支项的能量间隔较小,而1S 和3P 谱项之间的能量间隔就较大。 对于给定的 J 值,沿磁场方向有 2J+1 个不 同的取向,所以每个光谱支项还包含 2J+1 个状 态,这些状态在没有外加磁场时,能量是简并的

当有外磁场存在时,将分裂成2J+1个不同的能级。举例推导原子光谱项和光谱支项(1)H原子1s1←ms1=1/2,ms=1/2,S=1/2;L=0m=0,m,=0,J=1/2光谱项2S;光谱支项2S1/2·(2)H。原子1s2ms1=/2,ms2=一1/2,m,=0,S=0;
当有外磁场存在时,将分裂成 2J+1个不同的能级。 举例 推导原子光谱项和光谱支项 (1)H 原子 1s1 ↑ ms1 = 1/2 , ms = 1/2 ,S =1/2 ; m1 = 0 , mL = 0 , L =0 ; J =1/2 光谱项 2S ;光谱支项 2S1/2 . (2) He 原子 1s2 ↑↓ ms1 = ½,ms2 = -1/2,ms = 0 ,S=0;

m,=0,m2=0,m,=0,L=0;J=0光谱项1S;光谱支项1S。结论:(a)周期表中ⅡA原子的外层电子组态均为(ns)2型,所以对应的光谱项和光谱支项均与H。原子相同。(b)凡是充满壳层s2,p6,d10,f14其S=0L=0,所以自旋角动量和轨道角动量均为零,考虑光谱项时,只需考虑开壳层上的电子(c)因为闭壳层的角动量为零,所以p2和p4的角动量相同,光谱项也相同。(p1和p5也相同)
m1=0 ,m2=0 ,mL = 0 ,L=0 ;J = 0 光谱项 1S ; 光谱支项 1S0 结论: (a)周期表中ⅡA 原子的外层电子组态均为(ns)2 型,所以对应的光谱项和光谱支项均与He 原子相 同。 (b)凡是充满壳层 s 2 , p6 ,d10 ,f14 其 S=0, L=0,所以自旋角动量和轨道角动量均为零,考 虑光谱项时,只需考虑开壳层上的电子。 (c)因为闭壳层的角动量为零,所以 p2 和 p4 的角 动量相同,光谱项也相同。 (p1 和p5 也相同)

(3)非等价电子(2p)1(3p)1ms1=/2, ms2=/2, ms=+1;ms1=/2, ms2=-/2,ms=0;ms1=-/2,ms2=/2,ms=0;ms1=-/2,ms2= -/2,ms= -1,:S=1.0.S,=/2,S2=/2,S=1,0.m=0,±1;m2=0,±1;m,=0,+1,-1,+1,+2,0,-1,0,-2:L=2,1,0
(3)非等价电子 (2p)1 (3p)1 ms1= ½ , ms2 = ½ , ms = +1; ms1= ½ , ms2 = - ½ , ms = 0; ms1= - ½ ,ms2 = ½ , ms = 0; ms1= - ½ ,ms2 = - ½ , ms = -1, S= 1 ,0 . s1= ½ , s2= ½ ,S=1,0. m1 = 0,±1; m2 = 0,±1; mL = 0,+1,-1,+1,+2,0,-1,0,-2. L = 2,1,0

I=1, 12=1,L=2,1, 0.L=2,1,0 :S=1,0光谱项3D,1D, 3P,1P, 3S, 1S光谱支项3D3D3,3D2,3D1J=3, 2, 1DPPSS1D2J=23P2,3P1,3P。J=2,1,0J=1PSSJ=1J=0在磁场中微观状态数:Z(2J+1)=36(个)
l1=1, l2=1,L=2,1,0. L=2,1,0 ;S=1,0 光谱项 3D, 1D, 3P, 1P, 3S, 1S . 光谱支项 3D J= 3,2,1 3D3 , 3D2 , 3D1 1D J= 2 1D2 3P J= 2,1,0 3P2 , 3P1 , 3P0 1P J= 1 1P1 3S J =1 3S1 1S J=0 1S0 在磁场中微观状态数:Σ(2J+1)=36(个)

(4)等价电子(n,1相同的电子)C原子1s22s22p2光谱项1D,3P,1S(a)电子排布法按照Pauli原理的要求,将给定组态的电子分别排布在各可能的轨道上,在这些可能的电子排布的微观状态中找出体系最大的自旋磁量子数ms,得到S值;在剩余的m。中再找最大的,一直得到体系的所有S值:同理找出相应于ms的最大磁量子数mL,得到L值:一直得到体系的所有L值
(4)等价电子 (n,l 相同的电子) C 原子 1s2 2s2 2p2 光谱项1D, 3P, 1S (a)电子排布法 按照 Pauli 原理的要求,将 给定组态的电子分别排布在各可能的轨道上, 在这些可能的电子排布的微观状态中找出体系 最大的自旋磁量子数ms ,得到 S 值;在剩余 的 ms 中再找最大的,一直得到体系的所有 S 值;同理找出相应于ms 的最大磁量子数mL , 得到 L 值;一直得到体系的所有 L 值

1DL=2m =0, ±1, ±2;S=0ms=0;J=2m=0,±1,±2。3PL=1m,=0,±1;S=1ms=0,±1。J=2,1,0m=0,±1,±20,±1;01SL=0m,= 0;S=0ms=0J=0mj= 0
1D L=2 mL = 0,±1,±2; S=0 ms = 0 ; J=2 mJ = 0,±1,±2。 3P L=1 mL = 0,±1; S=1 ms = 0, ±1 。 J=2,1,0 mJ= 0,±1,±2 0,±1 ; 0 1S L=0 mL = 0; S=0 ms = 0 J=0 mJ = 0

光谱项磁量子数mm,=2,m;ms=Z,msi+10 -11D0+20O03P+1个001H0011D,3P1D,3P3P3P1**1D,3P,1S1D,3P,1S3P
磁量子数 m mL =Σimi ms=Σimsi 光谱项 +1 0 -1 ↑↓ +2 0 1D ↑ ↑ +1 +1 3P ↑ ↓ +1 0 1D, 3P ↓ ↑ +1 0 1D, 3P ↓ ↓ +1 -1 3P ↑ ↑ 0 +1 3P ↑ ↓ 0 0 1D, 3P, 1S ↓ ↑ 0 0 1D, 3P, 1S ↓ ↓ 0 -1 3P