原子的能級(jí)分布和躍遷

1、1.3原子能級(jí)和輻射轉(zhuǎn)變，為了解釋原子能級(jí)之間的輻射轉(zhuǎn)變，需要復(fù)習(xí)原子能級(jí)的概念，為了知道不同能級(jí)的原子數(shù)，需要知道簡(jiǎn)并度的概念。 物質(zhì)由原子、分子或離子構(gòu)成，原子由帶正電荷的原子核和圍繞核運(yùn)動(dòng)的電子構(gòu)成，電子一邊繞核進(jìn)行軌道運(yùn)動(dòng)，一邊自己進(jìn)行自旋運(yùn)動(dòng)。 角動(dòng)量L=rp，1 .原子的能級(jí)和簡(jiǎn)并度，從量子力學(xué)得到的氫原子能級(jí)圖，玻爾理論的能級(jí)與電子的軌道對(duì)應(yīng)，量子力學(xué)的能級(jí)與電子的狀態(tài)對(duì)應(yīng)，用量子數(shù)n、l、ml ms記述各狀態(tài)，能級(jí)：粒子的內(nèi)部能量值高能級(jí)：能量高的能級(jí)低能級(jí)：的能量低的能量級(jí)、基態(tài)能量級(jí)：的能量最低的能量級(jí)(相應(yīng)的狀態(tài)稱為基態(tài))， 激勵(lì)能量級(jí)：的能量是基本能量級(jí)其他所有能量級(jí)(

2、符合的狀態(tài)稱為激勵(lì)狀態(tài))、激勵(lì)狀態(tài)、基底狀態(tài)、2.4個(gè)量子數(shù)(表現(xiàn)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài))、1 .主量子數(shù)n (1，2，3，2 .子量子數(shù)是軌道的形狀和軌道角動(dòng)量l (0，1， 2，n -1 )，幾乎決定了電子能量，表示電子運(yùn)動(dòng)區(qū)域的大小及其總能量的主要部分，(角量子數(shù))相同，對(duì)于角動(dòng)量有n個(gè)不同的值，但能量相同，表示軌道的形狀和軌道角動(dòng)量，這也和電子的能量有關(guān)的3等電子依次用d、f表示，通常被稱為s電子，p電子。3 .磁量子數(shù)ml (0，1，2，l )表示軌道的空間可能方向，即軌道角動(dòng)量的特定方向的分量，并且在l=2，關(guān)于z軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。 例如、Lz、0、角動(dòng)量的大小取z方向分量2l 1=5種值，是4

3、 .自旋磁量子數(shù)ms (1/2， -1/2)中，確定電子自旋角動(dòng)量在空間方向即軌道角動(dòng)量某特定方向的成分，電子自旋角動(dòng)量的大小、s向外磁場(chǎng)方向的投影、s-自旋量子數(shù)、電子自旋角動(dòng)量在外磁場(chǎng)的方向、自旋磁量子數(shù)ms的值的個(gè)數(shù)如果s=1/2、2s1=2，則s=1/2 3 .退化狀態(tài)，1 .退化與同一能量水平對(duì)應(yīng)的兩個(gè)或更多個(gè)狀態(tài)，2 .退化g與同一能量水平對(duì)應(yīng)的不同電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)目(單一狀態(tài)中的平均光子數(shù))。 3 .簡(jiǎn)并狀態(tài)的同一能級(jí)的各狀態(tài)稱為簡(jiǎn)并狀態(tài)，例如，計(jì)算1s和2p狀態(tài)的簡(jiǎn)并度，電子n=3狀態(tài)有幾個(gè)簡(jiǎn)并狀態(tài)，角動(dòng)量中，三種角動(dòng)量的空間方向有2l 1種電子和兩種自旋，因此，18種一般結(jié)論

4、：為簡(jiǎn)并狀態(tài)， 4、原子狀態(tài)的標(biāo)志，原子核外電子的配置必須遵守，泡沫有不相容原理，能量最低原理的一個(gè)原子內(nèi)不存在兩個(gè)以上電子完全相同的狀態(tài)，或一個(gè)原子內(nèi)不存在四個(gè)量子數(shù)完全相同的電子， 或者兩個(gè)以上的電子并不具有相同的量化狀態(tài)，1 .泡增益不兼容原理，電子填充到各殼層的順序?yàn)椋?1s、2s、2p、3s、3p、3s、4s、4p、5s、4d、5p、6s，2 .能量最低原理“電子優(yōu)先為最低能量狀態(tài)n=1、n=2、n=3、相同的n、l構(gòu)成的一個(gè)殼層分別具有l(wèi)=0、1、2、3、的各殼層s、p、d、f、g、h、3 .原子的電子配置符號(hào)，例：鈉原子具有11個(gè)核外電子，鈉原子基態(tài)的電子4 .原子狀態(tài)的標(biāo)記根據(jù)

5、原子中電子的軌道角動(dòng)量和自旋角動(dòng)量的相互作用，原子的同一電子配置可以形成不同的原子配置。 (以兩個(gè)電子為例來(lái)說(shuō)明，兩個(gè)電子分別具有軌道運(yùn)動(dòng)(l1，l2 )和自旋運(yùn)動(dòng)(s1，s2 )，各自的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，因此對(duì)其他運(yùn)動(dòng)有影響。 這四種運(yùn)動(dòng)有六種相互作用。 一般來(lái)說(shuō)，G5、G6很弱，所以可以忽略。、LS耦合 G1、G2比G3、G4強(qiáng)，僅考慮G1、G2耦合，JJ耦合 G3、G4比G1、G2強(qiáng)，僅考慮G3、G4耦合，兩個(gè)自旋角動(dòng)量合成一個(gè)總自旋角動(dòng)量，其量子數(shù)為s、S=s1 s2或S1 -。 表示原子配置的符號(hào)l由大寫字母例如s、p、d、f、g、h表示，分別與l=0、1、2、3、4對(duì)應(yīng)，5 .玻爾茲曼分布、1 .玻爾茲曼分布(熱平衡分布)、在熱平衡狀態(tài)下處于某一能級(jí)Ei的粒子數(shù)密度ni (單位體積內(nèi)的粒子數(shù)其中： T-熱平衡時(shí)的絕對(duì)溫度ni -處于能級(jí)Ei的原子數(shù)g i-能級(jí)Ei的簡(jiǎn)并度k-玻爾茲曼分布常數(shù)，8756； 能級(jí)E2和E1粒子數(shù)密度之比(通常設(shè)為e2 e1) :當(dāng)(設(shè)為gi=gj ) : (1) e2- E1小時(shí)，滿足E=E2 -