Состояния и уровни многоэлектронных атомов
23. Напротив, параллельная ориентация спинов () может возникать лишь при заведомо более выгодном размещении частиц на различных АО, да ещё и обеспечивается дополнительный выигрыш энергии за счёт Паули-корреляции. В общем случае микросостояния с большим суммарным спином
предпочтительны. В них обеспечивается меньшая энергия межэлектронного кулоновского отталкивания.
24. (ВНИМАНИЕ! Это и есть физическая природа первого правила Хунда).
25. Далее постепенным учётом более тонких эффектов строится уточнённая схема состояний и уровней многоэлектронного атома. Возможные спиновые комбинации в системе двух частиц-фермионов с половинным спином (электронов, протонов, .) можно представить разными способами. Можно изобразить ориентации спинов разными символами (стрелками, знаками или греческими буквами).
26. Удобно ввести примеры построения электронных конфигураций атомов.
ПРИМЕР 1(атом C(p2)).
ПРИМЕР 2(атом Ti(d2)).
ПРИМЕР 3(атом Fe(d6)).
Полезно обсудить также их возбуждённые конфигурации
27. Рабочий пример. Микросостояния атома углерода
.
28. Рассмотрим микросостояния основной конфигурации атома C
(1
s
2
2
s
2
2
p
2
)
. Этот случай один из наиболее простых, но вместе с тем в нём представлен все необходимые эффекты . Для изучения интерес представляют лишь размещения двух внешних электронов. Лишь они определяют оптическое (да и валентное) поведение атома. Формальная комбинаторика микросостояний у атомов одной и той же группы Системы Менделеева совпадает, независимо от главного квантового числа. Поэтому сокращённо такую конфигурацию называют просто p
2
.
29. Соблюдая какую-либо заранее избранную схему (их может быть несколько с разными приёмами графического и алгебраического анализа), получим последовательно все 15 микросостояний. Складывая компоненты одноэлектронных орбитальных моментов импульса вдоль оси вращения, получим значения суммарного орбитального магнитного квантового числа ML=ml(1)+ml(2). Складывая компоненты одноэлектронных спиновых моментов импульса вдоль оси вращения, получим значения суммарного спинового магнитного квантового числа MS=ms(1)+ms(2). Все возможные комбинации орбитальных и спиновых квантовых чисел сведём в таблицу.
30. В качестве одного из квантовых признаков микросостояния используем суммарное орбитальное квантовое число ML, и в качестве второго квантового признака - суммарное спиновое квантовое число MS. Комбинация этих двух признаков (ML; MS) вначале достаточна для описания электронного коллектива. Каждое из них рассчитывается как сумма соответствующих одноэлектронных величин (ml; ms ). Получаем следующую таблицу микросостояний:
|
Смотрите также
Билеты по химии органика и неорганика
...
Задачи по кинетике цепных, фотохимических и гетерогенных реакций при подготовке школьников к олимпиадам
Физическая
химия – наука, которая изучает общие закономерности физических процессов и
является теоретической основой всей химической науки и технологии химических
производств. Одним из наиб ...
Вода
Вода, у тебя нет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, тебя
невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать,
что необходимо для жизни: ты сама жизнь. Ты исполняешь ...