輻射躍遷普用選擇定則教學(xué)難點(diǎn)LS耦合PPT課件

1、若核(實(shí))外有兩個(gè)電子，由兩個(gè)價(jià)電子躍遷而形成的光譜如何？能級(jí)如何？原子態(tài)如何？He：Z=2Be：Z=4=212+2Mg：Z=12=2(12+22)+2Ca：Z=20=2(12+22+22)+2Sr：Z=38=2(12+22+32+22)+2Ba：Z=56=2(12+22+32+32+22)+2Ra：Z=88=2(12+22+32+42+32+22)+2 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí):H原子： 2nRTn2nRhcEn類H離子： 22nRZTn22nRhcZEn堿金屬原子： 2)(lnRTnl2)(lnRhcEnl第1頁(yè)/共17頁(yè)5.1 He5.1 He原子的光譜和能級(jí)原子的光譜和能級(jí)一、光譜一、光譜分成主線系、

2、第一輔線系、第二輔線系等，每個(gè)線系有兩套譜線。 二、能級(jí)二、能級(jí)He原子的能級(jí)也分為兩套，一套是單層的，一套是三層的。 第2頁(yè)/共17頁(yè)132, 1 , 032SnP主線系： 三個(gè)成份 第一輔線系： 六個(gè)成份 第二輔線系： 三個(gè)成份 基線系： 六個(gè)成份 1 1單層能級(jí)之間躍遷產(chǎn)生一組譜線單層能級(jí)之間躍遷產(chǎn)生一組譜線主線系： 11011PnS 2n第一輔線系： 21112DnP 3n第二輔線系： 01112SnP 3n基線系： 31213FnD 4n2 2三層能級(jí)之間的躍遷產(chǎn)生一組復(fù)雜結(jié)構(gòu)的譜線三層能級(jí)之間的躍遷產(chǎn)生一組復(fù)雜結(jié)構(gòu)的譜線2, 1 , 03132PnS 2n3 , 2, 13232,

3、nPDnPDnP3n3n4, 3 , 23333 , 23222313333FnDFnDFnD4n第3頁(yè)/共17頁(yè)一般來(lái)說(shuō)， 、 比較弱，可以忽略。 3一兩套能級(jí)之間不產(chǎn)生躍遷 5.2 5.2 角動(dòng)量耦合和對(duì)角動(dòng)量耦合和對(duì)HeHe光譜的解釋光譜的解釋一、不同電子組態(tài)二、一種電子組態(tài)構(gòu)成不同原子態(tài)2121SSLLJ四種運(yùn)動(dòng)之間有六種相互作用：),(211ssG),(212llG),(113slG),(224slG),(215slG),(126slG),(126slG),(215slG),(211ssG),(212llG),(113slG),(224slG21SSS21L

4、LLSLJ L-S耦合 第4頁(yè)/共17頁(yè)當(dāng) 時(shí)， 共 個(gè)1 1、L-SL-S耦合耦合21SSS21LLLSLJ2) 1(111hssS2) 1(222hsss2) 1(hssS01、s2) 1(111hllL2) 1(222hllL21lll121ll21ll 當(dāng) 時(shí)， 共 個(gè)21ll 122l21ll 121l2) 1(hjjJslj1 slsl sl 12 s第5頁(yè)/共17頁(yè)例3：原子中有兩個(gè)電子，當(dāng)它們處于3p4d態(tài)時(shí)，原子有哪些可能的狀態(tài)。0 , 1s1 , 2 , 3l2, 3 , 432 , 3 , 4) 3 , 1 (Fj1 , 2, 331 , 2 , 3)2 , 1 (Dj0

5、 , 1 , 230 , 1 , 2) 1 , 1 (Pj313) 3 , 0(Fj212)2 , 0(Dj111) 1 , 0(Pj洪特定則：從同一電子組態(tài)形成的級(jí)中（1）重?cái)?shù)最高即S值最大的能級(jí)位置最低（2）重?cái)?shù)相同即具有相同S值的能級(jí)中，那具有最大L值的位置最低朗德間隔定則：能級(jí)的二相鄰間隔同有關(guān)的二J值中較大那一值成正比第6頁(yè)/共17頁(yè)當(dāng) 、 、 時(shí)， 二、二、j-jj-j耦合耦合),(211ssG),(212llG),(113slG),(224slG111SLJ222SLJ21JJJ2) 1(111hjjJ2) 1(222hjjJ2) 1(hjjJ21jjj121 jj21jj 例4

6、：利用j-j耦合，求3p4d態(tài)的原子態(tài)。 解： 仍有12個(gè)態(tài)，且 值相同。一般的原子態(tài)表示為： 11l211s23,211j22l212s25,232j1 , 2)23,21(2,3)25,21(0 , 1 , 2, 3)23,23(1 , 2, 3 , 4)25,23(jjjj),(21第7頁(yè)/共17頁(yè)三、電子組態(tài)和原子態(tài)三、電子組態(tài)和原子態(tài)電子組態(tài)：( ) 如： 2211,lnlnss11ss21ps21原子態(tài)：( ) jsl,jsL12 第8頁(yè)/共17頁(yè)由元素組態(tài)的能級(jí)實(shí)際情況可判斷原子態(tài)屬哪種耦合。JJ耦合一般出現(xiàn)在某些高激發(fā)態(tài)和較重的原子中 第9頁(yè)/共17頁(yè)四、四、HeHe原子能級(jí)的

7、形成原子能級(jí)的形成1能級(jí)分為兩套： 0 , 1s1 , 312s2L-S耦合的輻射躍遷選擇定則：0s1, 0 l00( 1, 0jj除外)3光譜分為兩套 躍遷只能發(fā)生在不同宇稱的狀態(tài)間. j j耦合:1, 0 j1, 0 J第10頁(yè)/共17頁(yè)第11頁(yè)/共17頁(yè)5.3 5.3 泡利不相容原理泡利不相容原理一、一、在一個(gè)原子中，不可能有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電子具有完全相同的狀態(tài)(完全相同的四個(gè)量子數(shù))。二、確定電子狀態(tài)的量子數(shù) 1主量子數(shù)n-確定原子中電子在核外空間運(yùn)動(dòng)軌道的大小和能量的高低。一般說(shuō)來(lái)，n大，能量高，軌道半徑大。2軌道角量子數(shù)ll決定電子軌道的形狀和角動(dòng)量的大小，同時(shí)也與能量有關(guān). n

8、相同時(shí)，l大，能量高。3軌道磁量子數(shù)表示軌道角動(dòng)量在外場(chǎng)方向的投影：lm2hmLlz0lm123l12 l4自旋磁量子數(shù)表示自旋角動(dòng)量在外場(chǎng)方向的投影：，共2個(gè)。sm2hmSsz21sm(n，l， ， )lmsm第12頁(yè)/共17頁(yè)三、各殼層所能容納的最大電子數(shù)1n、l相同的次殼層：2n相同的主殼層：) 12(2lNl2102) 12(2nlNnln第13頁(yè)/共17頁(yè)5.4 5.4 元素周期表元素周期表一元素周期表一元素周期表將元素按核電荷數(shù)的大小排列起來(lái)，其物理、化學(xué)將元素按核電荷數(shù)的大小排列起來(lái)，其物理、化學(xué)性質(zhì)將出現(xiàn)明顯的周期性。性質(zhì)將出現(xiàn)明顯的周期性。同族元素的性質(zhì)基本相同。同族元素的性

9、質(zhì)基本相同。 玻爾：原子內(nèi)的電子按一定的殼層排列，玻爾：原子內(nèi)的電子按一定的殼層排列，每一殼層內(nèi)的電子都有相同的主量子數(shù)，每一殼層內(nèi)的電子都有相同的主量子數(shù)，每一個(gè)新的周期是從電子填充新的主殼層每一個(gè)新的周期是從電子填充新的主殼層開(kāi)始，元素的物理、化學(xué)性質(zhì)取決于原子開(kāi)始，元素的物理、化學(xué)性質(zhì)取決于原子最外層的電子即價(jià)電子的數(shù)目。最外層的電子即價(jià)電子的數(shù)目。第14頁(yè)/共17頁(yè)二電子填充殼層結(jié)構(gòu)的原則二電子填充殼層結(jié)構(gòu)的原則1泡利不相容原理：在一個(gè)原子中，不可能有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電子具有完全相同的狀態(tài)(完全相同的四個(gè)量子數(shù))。n、l相同的次殼層：n相同的主殼層：) 12(2lNl2102) 12(2nlNnln2能量最小原理：電子