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§2.4 原子光谱项(Atomic spectra)


一.原子光谱项定义


    多电子原子,由于电子间的相互作用,原子轨道能级不再是按主量子数n分成几个简单的能级,而是与电子的角量子数有关,与电子的自旋运动有关,分成许多更细的能级. 我们从原子光谱可观察到这种现象,化学中用原子光谱项来描述这种现象。讨论原子中电子运动耦合时有两个方法,一个是L-S耦合,一个是J-J耦合,对于轻元素,大多选择L-S耦合。
    用量子数L表示电子轨道角动量的矢量加和:

    用量子数S表示电子自旋运动的矢量加和:

    图2-5两个电子轨道角动量相互作用产生L=0,1,2的三种可能情况
     L值取0,1,2,3,4,5……可用大写字母S,P,D,F,G,H……表示,就象以前量子数,对应s,p,d,f轨道一样:

L

0 1 2 3 4 5
谱项 S P D F G H
对应状态数 1 3 5 7 9 11
     *沿磁场的分量以表示,其值为,共(2L+1)个,即S谱项对应一个原子状态,P谱项对应三个状态,D谱项对应五个状态……将(2S+1)的数值写在L的左上角,即原子光谱项,(2S+1)是沿磁场方向的能级分裂为(2S+1),M数值为(电子偶数个,S为整数)或:(电子数
为奇数,S为半整数),(2S+1)称为光谱项的多重性。光谱项对应电子运动的(2S+1)(2L+1)个状态。
 
     例如:对应九个状态,对应电子运动10个状态。*再耦合,可得到总角动量,当时,……,共(2S+1)个值,当个值,写成形式,称光谱支项。
 
     例如:谱项(L=2,S=1)  J=3,2,1, 即可分裂为三个光谱支项。

     又如:谱项可分裂为三个光谱支项。电子若处在磁场中,则J值还可分裂成(2J+1)个分量,取值为
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