Електронні терми атомів

Спектра́льними те́рмами а́томів називаються енергетичні рівні електронної підсистеми атомів, переходи між якими визначають спектри випромінювання й поглинання.

Загальний опис

Сукупність станів багатоелектронного атома із заданою електронною конфігурацією, яка характеризується квантовми числами та , називається термом й позначається Кожний терм об'єднує станів із однаковою енергією (за відсутності зовнішніх полів), кожне з яких характеризується парою своїх квантових чисел та . Величина називається мультиплетністю терма й відрбражає ступінь його виродження.

Для легких атомів із малим зарядом ядра рівні електронів у атомі характеризуються значенням сумарного орбітального моменту електронів L та сумарного спіна S. Тому електронні рівні вироджені із кратністю (2L+1)(2S+1). Це значить, що існує (2L+1)(2S+1) електронних станів із однаковою енергією. В зовнішньому магнітному полі це виродження знімається, й відповідно розщеплюються лінії в оптичних спектрах.

Для важких атомів із великим зарядом атомного ядра швидкість руху електронів поблизу ядра стає порівняною із швидкістю світла, й потрібно враховувати релятивістські ефекти, що призводить до появи в гамільтоніані, що описує електронну підсистему атома, членів, які відповідають за спін-орбітальну взаємодію. В такому випадку орбітальний момент і спін, як загальні, так і окремого електрону, перестають бути добрими квантовими числами (реалізується випадок jj-зв'язку). Електронні рівні характеризуються лише повним моментом J. В результаті вироджений атомний рівень розщеплюється на рівні з різними значеннями J. Це розщеплення називається мультиплетним розщепленням, або тонкою структурою.

Коли релятивістські ефекти малі (випадок LS-зв'язку), спектральний терм можна наближено характеризувати усіма трьома квантовими числами: J, L та S. У такому випадку для позначення спектральних термів використовується наступна нотація:

  • терм позначається латинською літерою, яка відповідає орбітальному квантовому числу L, за правилом:
   L = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
       S  P  D  F  G  H  I  K  L  M  N
  • до літери лівим верхнім індексом додається число 2S+1, яке називається мультиплетністю терма,
  • правим нижнім індексом до літери додається значення повного орбітального моменту J.

Наприклад, синглет  — дублет  — квартет . Енергії термів, визначаються параметрами Слетера-Кондона або параметрами Рака які пожна розрахувати або отримати з даних атомної спектроскопії, знаючи радіальні функції

Наприклад, позначення 2P3/2 означає: L = 1, S = 1/2, J = 3/2.

Відносну енергію термів можна визначити за правилами Гунда, відповідно до яких:

  • нижню енергію має терм із найбільшою мультиплетністю;
  • серед термів з однаковою мультиплетністю нижню енергію має терм із найбільшим значенням .

Оскільки квантове число ідентифікує незвідне представлення групи симетрії кулі, то воно тим самим вказує симетрії електронної хвильової функції атома. Якщо атом знаходиться у зовнішньому полі (або входить до складу молекули), гамільтоніан не комутує із операціями симетрії групи і хвильові функції класифікують по незвідному представленню групи більш низької симетрії, яка визначається накладеним збуренням. При описі електронних станів молекул символіка терма складається з його мультиплетності й символа незвідного представлення точкової групи молекули, по якому перетворюється відповідна хвильова функція.

Приклади побудови термів

Найпростішим випадком є терм повністю заповненої електронами оболонки, тобто електронної конфігурації s2, p6, d10 тощо. Тут для кожного електрона з певною комбінацією знаходиться парний з протилежними значеннями, , отже, загальні значення дорівнюють 0. Це відповідає повносиметричній конфігурації з термом . Саме тому атомний терм визначається лише частково заповненими (валентними) оболонками.

Для того, щоб знайти можливі терми заданої конфігурації, слід перелічити всі «мікростани» системи, тобто приписати кожному з електронів значення і зробити це всіма можливими способами, з урахуванням принципу Паулі. Це кропітка робота, тому тут розглянуто лише найпростіші приклади двох p-електронів.

Конфігурація 2p3p

Розгляньмо конфігурацію , яка відповідає збудженому стану атома. У обох електронів орбітальне квантове число а спінове число тому тому конфігурація розщеплюється на шість термів:

Найнижчим по енергії є терм

Конфігурація 2p2

Система, яка складається з двох електронів, може знаходитися у одному з 36 «мікростанів». Їх можна класифікувати по значенням :

На відміну від розглянутої вище конфігурації нееквівалентних електронів , у цьому випадку два електрони мають однакові квантові числа та , тому мікростани, розташовані на головній діагоналі таблиці, відповідають однаковим комбінаціям чотирьох квантових чисел і заборонені принципом Паулі. Внаслідок невідрізнюваності електронів стани, розташовані у нижньому трикутнику, є ідентичними станам верхнього трикутника, тому число термів конфігурації скорочується. Залишається 15 «мікростанів»:

  • п'ять «мікростанів» об'єднуються у терм
  • дев'ять «мікростанів» утворюють терм
  • «мікростани» відносяться до терму

Таким чином, основний стан

Див. також

Виноски

Джерела

  • Ландау Л. Д.; Лифшиц Е. М. (1974). Теоретическая физика. т. ІІІ. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. Т. 3. М.: Наука.(рос.)
  • Яцимирський В. К.; Яцимирський А. В. (2009). Квантова хімія: підручник. К.: Видавничо-поліграфічний центр “Київський університет”.
  • Глосарій термінів з хімії / укладачі: Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.

Read other articles:

Satyalancana Wira DharmaTipeSatyalancanaNegara IndonesiaDipersembahkan olehPresiden IndonesiaSyaratMiliterStatusMasih dianugerahkanDidirikan1964 Diploma Satya Lancana Wira Dharma berdasarkan PP No. 17 Tahun 1964 Satyalancana Wira Dharma berdasarkan PP No. 17 Tahun 1964 Satyalancana Wira Dharma adalah tanda penghargaan yang diberikan kepada prajurit Tentara Nasional Indonesia yang bertugas dan mendarmabaktikan diri untuk pengamanan perbatasan Negara Kesatuan Republik Indonesia, selama min...

 

Sultan Abu Nashar Abdul Qahar atau Sayyidi Syeikh Maulana Mansyuruddin R.A., lebih dikenal dengan sebutan Sultan Haji atau warga Banten akrab memanggilnya Syeikh Buyut Mansyuruddin merupakan seorang sultan Banten, yang berkuasa di Banten dalam rentang waktu antara tahun 1683 sampai 1687. Sultan Haji dikenal sebagai sultan yang pro terhadap aktivitas kolonial Belanda. Biografi Sultan Haji merupakan salah seorang putra dari Sultan Abu al-Fath Abdul Fattah atau Sultan Ageng Tirtayasa. Ia naik ta...

 

Comics character Doctor Double XDoctor Double X and Batman in Detective Comics #316.Publication informationPublisherDC ComicsFirst appearanceDetective Comics #261 (November 1958)Created byDave Wood (writer)Sheldon Moldoff (artist)Bob Kane (artist)In-story informationAlter egoDr. Simon EcksSpeciesMetahumanNotable aliasesDoctor XDouble XAbilitiesAbility to create a symbiotic energy-made duplicate that can fly, generate energy blasts, and has superhuman strength. Doctor Double X (originally call...

Belo Mesusun di Universitas Gunung Lauser, Fak. Ekonomi Tari Belo Mesusun adalah salah-satu dari sekian banyak kesenian yang tumbuh dan berkembang di Masyarakat Suku Alas, Kabupaten Aceh Tenggara. Belo Mesusun sendiri merupakan penggabungan dari dua suku kata Bahasa Alas yakni Belo (Sirih) dan Mesusun (Tersusun), yang mana tarian ini di bawakan oleh para gadis-gadis Suku Alas dalam suka cita menyambut tamu-tamu kehormatan yang hendak berkunjung ke daerahnya sembari menyusun sirih untuk diberi...

 

Canadian retailer The T. Eaton Company LimitedTrade nameEaton'sCompany typePrivate (1869–1998)Public (1998–1999)IndustryRetail (department store)Founded1869FounderTimothy EatonDefunct1999 as a company2002 as a brandFateFiled for bankruptcy; assets were purchased by Sears Canada in 1999. Stores converted to Sears stores or shut down in 2002.SuccessorSears CanadaHeadquartersToronto, Ontario (with stores across Canada)Key peopleTimothy EatonJohn Craig EatonJohn David EatonNumber of employees...

 

1937 film by W. S. Van Dyke Rosalie1937 lobby cardDirected byW. S. Van DykeWritten byWilliam Anthony McGuireBased onRosalie1928 playby Guy BoltonProduced byWilliam Anthony McGuireStarringEleanor PowellNelson EddyFrank MorganCinematographyOliver T. MarshEdited byBlanche SewellMusic byCole PorterProductioncompanyMetro-Goldwyn-MayerDistributed byLoew's Inc.Release date December 24, 1937 (1937-12-24) Running time122 minutesCountryUnited StatesLanguageEnglish Rosalie is a 1937 Ameri...

Emmanuele Palazzotto (Palermo, 18 dicembre 1798 – Palermo, 3 agosto 1872) è stato un architetto italiano esponente del neoclassicismo e del neogotico attivo a Palermo. Emmanuele Palazzotto, campanile occidentale, cattedrale di Palermo, 1826-1835 Indice 1 Biografia 2 Formazione 3 Prime opere 4 Opere pubbliche 5 Opere principali 6 Note 7 Bibliografia 8 Altri progetti 9 Collegamenti esterni Biografia Emmanuele Palazzotto, prospetto di palazzo Lucchesi Palli di Campofranco, Palermo, 1836-37 ci...

 

Voce principale: Vicenza Calcio. SS Lanerossi VicenzaStagione 1968-1969 Sport calcio SquadraVicenza Calcio Allenatore Umberto Menti (1ª-16ª) Ettore Puricelli (17ª-30ª) Presidente Giuseppe Farina Serie A12º[1] Coppa ItaliaPrimo turno Maggiori presenzeCampionato: Carantini, Calosi (30) Miglior marcatoreCampionato: Tumburus (6) StadioRomeo Menti 1967-1968 1969-1970 Si invita a seguire il modello di voce Questa voce raccoglie le informazioni riguardanti la Società Sportiva Laneross...

 

A marginal sea at the north-west of Russia, the south-eastern part of the Barents Sea For other uses, see Pechora (disambiguation). Pechora SeaПечо́рское мо́ре (Russian)Location of the Pechora SeaPechora SeaShow map of ArcticPechora SeaShow map of EuropePechora SeaShow map of RussiaPechora SeaShow map of European RussiaPechora SeaShow map of Novaya ZemlyaCoordinates69°45′N 54°00′E / 69.750°N 54.000°E / 69.750; 54.000TypeSeaPart ofBarent...

Public university in Hawaii, US For the university system, see University of Hawaiʻi.University of Hawaiʻi at MānoaFormer nameCollege of Agriculture and Mechanic Arts of the Territory of Hawaiʻi (1907–1912)College of Hawaiʻi (1912–1919)University of Hawaiʻi (1919–1972)MottoMaluna aʻe o nā lāhui āpau ke ola ke kānaka (Hawaiian)[1] On seal: Mālamalama (Hawaiian)Motto in EnglishAbove all nations is humanity On seal: Enlightenment[2]TypePublic land-grant res...

 

Swedish actor This biography of a living person needs additional citations for verification. Please help by adding reliable sources. Contentious material about living persons that is unsourced or poorly sourced must be removed immediately from the article and its talk page, especially if potentially libelous.Find sources: Per Sandborgh – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (February 2013) (Learn how and when to remove this template message) Pe...

 

1968 gun battle in Cleveland, Ohio, US Glenville Shootout and Glenville RiotsPart of the Black Power movementNow-empty lot at the intersection of Auburndale Ave. and Lakeview Rd., where the Ahmed Evans house and Lakeview Tavern once stoodDateJuly 23–24, 1968 (gun battle);July 23–26, 1968 (riots)LocationGlenville neighborhood, Cleveland, Ohio41°31′11″N 81°36′00″W / 41.5196°N 81.5999°W / 41.5196; -81.5999Caused byRacial tension, poverty, racial segregatio...

Questa voce o sezione sull'argomento Puglia non cita le fonti necessarie o quelle presenti sono insufficienti. Puoi migliorare questa voce aggiungendo citazioni da fonti attendibili secondo le linee guida sull'uso delle fonti. Segui i suggerimenti del progetto di riferimento. Voce principale: Puglia. Zone altimetriche della Puglia. Indice 1 Dati generali 2 Aspetto fisico 2.1 Pianure 2.2 Colline della Puglia 2.3 Montagne 3 Territori naturali 3.1 Fiumi 3.2 Laghi 3.3 Isole 3.4 Le coste 4 N...

 

German politician Markus BuchheitMEPMember of the European Parliamentfor GermanyIncumbentAssumed office 2 July 2019[1][2] Personal detailsNationalityGermanPolitical partyAlternative for Germany (2016-) Christian Social Union in Bavaria (before 2016) Markus Buchheit (born August 11, 1983 in Zweibrücken) is a German politician who is serving as an Alternative for Germany Member of the European Parliament.[3] Buchheit grew up in Pollenfeld and attended school in...

 

This article may rely excessively on sources too closely associated with the subject, potentially preventing the article from being verifiable and neutral. Please help improve it by replacing them with more appropriate citations to reliable, independent, third-party sources. (July 2020) (Learn how and when to remove this message) Rainforest Foundation FundFounded1987TypeNon-governmental organizationFocusEnvironmentalismLocationNew York City, United StatesArea served GlobalMethodGrant-making, ...

馬哈茂德·艾哈迈迪-内贾德محمود احمدی‌نژاد第6任伊朗總統任期2005年8月3日—2013年8月3日副总统帷爾維茲·達烏迪穆罕默德-禮薩·拉希米领袖阿里·哈梅內伊前任穆罕默德·哈塔米继任哈桑·魯哈尼不结盟运动秘书长任期2012年8月30日—2013年8月3日前任穆罕默德·穆尔西继任哈桑·魯哈尼德黑蘭市長任期2003年6月20日—2005年8月3日副职阿里·賽義德盧前任哈桑·馬利克邁達尼�...

 

American lawyer (born 1931) Clarence B. JonesJones in Geneva in 2013Born (1931-01-08) January 8, 1931 (age 93)Philadelphia, Pennsylvania, U.S.EducationPalmyra High SchoolAlma materColumbia University (BA)Boston University (LLB)Occupation(s)Lawyer, speechwriter, newspaper editorKnown forWork and friendship with Martin Luther King Jr.MovementCivil Rights MovementRelativesRichard Schiff (stepson) Clarence Benjamin Jones (born January 8, 1931) is an American lawyer and the former p...

 

Italo-uruguaiani ítalo-uruguayos Luogo d'origine Italia Popolazione90.603 cittadini italianica 1.500.000 oriundi (44% degli uruguaiani)[1] Linguaitaliano, spagnolo Religionecattolicesimo Distribuzione  Uruguaycirca 1.500.000 Manuale Sono noti come italo-uruguaiani gli italiani radicatisi nell'Uruguay negli ultimi secoli ed i loro discendenti. Indice 1 Storia 2 Comunità italiana 2.1 La comunità italiana durante la presidenza di Gabriel Terra e Baldomir Ferrari 2....

Evoluzione Meccanismi e processi Adattamento Deriva genetica Equilibri punteggiati Flusso genico Mutazione Radiazione adattativa Selezione artificiale Selezione ecologica Selezione naturale Selezione sessuale Speciazione Storia dell'evoluzionismo Storia del pensiero evoluzionista Lamarckismo Charles Darwin L'origine delle specie Neodarwinismo Saltazionismo Antievoluzionismo Campi della Biologia evolutiva Biologia evolutiva dello sviluppo Cladistica Evoluzione della vita Evoluzione molec...

 

F BC dc. Ed edcec Denning ManufacturingDenning Manufacturing Silver Phoenix inWagga Wagga, New South Wales in May 2009IndustryBus manufacturingFounded2004HeadquartersAcacia Ridge, QueenslandParentCustom BusWebsitewww.custombus.com.au Denning Manufacturing is an Australian bus manufacturer in Acacia Ridge, Brisbane, Australia. In September 2019, it was acquired by Custom Bus, but its branding and operations will be retained.[1] Current Operations Denning Manufacturing was formed in 200...