l
i
s
i
Mô men động lượng toàn phần của e-: J L S
Giá trị của mô men toàn phần: J j( j 1)
Số lượng tử mô men toàn phần:
2 1 l j 28
9.4. Spin của electron
Trạng thái của electron trong nguyên tử được xác định bởi 4 số lượng tử: n, l, m, ms.
Các tương tác
Tương tác giữa mô men từ riêng và mô men từ quỹ đạo
Tương tác giữa các mô men từ riêng của các electron trong nguyên tử.
Năng lượng toàn phần của electron trong nguyên tử phụ thuộc vào 3 số lượng tử : n, l, j.
Khi tính đến spin, năng lượng của e- có thêm phần năng lượng phụ, phụ thuộc vào định hướng của spin.
Trạng thái của e-
Trạng thái và năng lượng của e- trong nguyên tử
9.4. Spin của electron
Ký hiệu cho trạng thái của electron hóa trị: nxj
Mỗi mức năng lượng trước đây bị tách thành hai mức có khoảng cách không lớn lắm, tương ứng với:
2 1
l j
Cấu trúc này gọi là cấu trúc tế vi của mức năng lượng.
Ký hiệu các mức năng lượng của electron n2Xj
n là số lượng tử chính: n = 1, 2, 3,...
Chỉ số 2 thể hiện cấu tạo bội kép của mức năng lượng
X = S, P, D,… là các trạng thái tương ứng với l = 0, 1, 2,...
j là số lượng tử moment toàn phần
Bảng các trạng thái và các mức năng lượng của electron hóa trị trong nguyên
tử H và kim loại kiềm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Do có spin, năng lượng của e- trong nguyên tử phụ thuộc 3 số lượng tử: n, l, j
Chuyển mức năng lượng từ cao về thấp có quy tắc lựa chọn đối với số lượng tử mô men toàn phần j như sau:
j = 0, 1
Ví dụ: Kim loại kiềm
Khi chưa tính đến spin, vạch đơn có tần số: h = 2S - 3P
Khi tính đến spin, vạch kép có tần số: h2 = 22S1/2 - 32P3/2 (l = -1, j = -1) h1 = 22S1/2 - 32P1/2 (l = -1, j = 0) 3P 2S 32P1/2 22S1/2 32P3/2 30
Quy tắc lựa chọn và cấu tạo bội của vạch quang phổ
Trạng thái lượng tử xác định bởi 4 số lượng tử:
Số lượng tử chính n = 1, 2, 3, 4,…
Số lượng tử quỹ đạo l = 0, 1, 2, 3,…, n - 1
Số lượng tử từ m = 0, 1, 2, 3,…, l (tất cả có (2l + 1) giá trị).
Số lượng tử hình chiếu spin ms = 1/2
Mỗi trạng thái lượng tử xác định bởi 4 số lượng tử chỉ có tối đa 1 e-
.
Với mỗi số lượng tử n cho trước có 2n2 trạng thái lượng tử 2n2 e-.
Tập hợp các e-có cùng số lượng tử chính n tạo thành lớp của nguyên tử.
Ký hiệu các lớp nguyên tử:
Số lượng tử chính (n) 1 2 3 4 5 …
Lớp K L M N O …
Tập hợp các e-có cùng số lượng tử quỹ đạo l tạo thành phân lớp.
31
Nguyên tắc sắp xếp e- theo các trạng thái
Mỗi hệ vật lý đều có xu hướng chiếm trạng thái có năng lượng cực tiểu (bền).
Với tổng số các e- đã cho trong nguyên tử, trạng thái được thực hiện ứng với năng lượng cực tiểu.
Năng lượng của e- trong trường Coulomb tăng khi n tăng các e- sẽ xếp đầy lớp K (ứng với n = 1) sau đó mới đến các lớp tiếp theo bên ngoài.