Електронні терми атомів

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

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

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 одинаковою 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 перестають бути добрими квантовими числами. 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, 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, позначення 2P3/2 означає: L=1, S = 1/2, J = 3/2.

Відносну енергію термів можна визначити за правилами Гунда.

Див. також[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

  • Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. (1974). Теоретическая физика. т. ІІІ. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. Москва: Наука.