Распределение электронов по электронным уровням принцип паули {к: 93-96}

Казалось бы, что в основном состоянии все электроны должны иметь минимальную энергию, т.е. находиться в состоянии 1s. Но согласно принципу Паули, в каждом квантовом состоянии, определяемом совокупностью квантовых чисел, может находиться не более одного электрона, т.е. состояния электрона в атоме должны отличаться хотя бы одним из чисел n, l, m, s;

В состоянии с заданным n может находится не более 2n² электронов, различающихся квантовыми числами l, m, s;

Состояния электронов с заданными n и l вырождены по квантовым числам m и m_s. Кратность вырождения энергетического уровня _nl для электрона подоболочки равна 2(2l+1) максимальное число электронов в подоболочке.

Обознач. обол	n	l=0, s	l=1, p	l=2, d	l=3, f	l=4, g	max к-во элек
K	1	2					2
L	2	2	6				8
M	3	2	6	10			18
N	4	2	6	10	14		32
O	5	2	6	10	14	18	50

Электроны с разными m и m_s, но равными E эквивалентны.

nl^k , k число эквивалентных электронов

Для определения минимальной энергии атома в приближении центрального поля необходимо и достаточно знать его электронную конфигурацию, которая задаётся значениями n и l всех электронов атома.

Al: z=13, 1s²2s²2p⁶3s²3p ;

Учёт центральной части электростатического взаимодействия электронов между собой (U’(r)) приводит к тому, что энергетический уровень данной электронной конфигурации расщепляется на ряд подуровней.

Для лёгких атомов реализуется LS-связь => эти подуровни характеризуются результирующими орбитами и спиновыми моментами.

L=sqrt(L(L+1)); L_s=(S(S+1));

2p3d ³F, ³Д, ³P, ¹F, ¹Д, ¹P;

^2S+1L : l₁=1, l₂=2; S₁=1/2, S₂=1/2 ;

L=l₁+l₂, l₁+l₂-1, ..., |l₁-l₂| L=1, 2, 3

S=S₁+S₂-1, ... , |S₁-S₂| S=0, 1

Последовательность термов устанавливается эмпирическим правилом Хунда.

Наименьшей энергией обладает терм с максимально возможным S, а при данном S с максимальным l.

U_эфф=U(r)+U’(r)+U_m(r, S);

Учёт магнитных эффектов приводит к расщеплению терма на ряд подуровней с L_J. Такое расщепление тонкое (мультиплетное).

J=L+S, L+S-1, ..., |L-S|;

2p3d

<РИС>