自旋与轨道角动量的耦合泡利不相容原理原子的壳层结构核外电子的排.PDF

自旋与轨道角动量的耦合 泡利不相容原理 电子运动：轨道运动+ 自旋运动 同一系统中，不能有两个或两个以上的电子具有完 电子总角动量： 自旋轨道耦合 J L +S 全相同的量子态 量子力学可知： J j ( j =+1) j l =±s 因此，同一个原子中的两个电子，其四个量子数 ( n l ml ms )不能完全相同 3 3 例例：：ll =00 jj =1/21/2 LL 00 SS JJ 4 4 例如：处于基态的氦原子内的两个电子的量子态可 l =1 j =1/2 、3/2 由 和 两组量子数表征 3 3 15 L 2 S J 、 （1，0，0，1/2）（1，0，0，-1/2 ） 4 4 4 l 1的两个可能状态常记作：nP , nP 1 2 3 2 H.M.QiuH.M.Qiu H.M.QiuH.M.Qiu 原子的壳层结构 核外电子的排布 核外电子按能级的分布称原子的壳层结构 1、同一支壳层最多可容纳电子数 分布原则： 对应同一个 l 泡利不相容原理 能量最小原理——原子系统处于正常状态时， ml 0、±1、±2 ±l 共2l +1个 各个电子趋向可能占取的最低能级 再考虑自旋，同一支壳层最多可容纳电子数2(2l+1) nn 相同称为相同称为一个个壳层壳层；；ll 相同称为相同称为一个支个支壳层壳层 22、同同一壳层最多可容纳电子数壳层最多可容纳电子数 n 1 2 3 4 5 6 ∵对应同一个n l 0、1、2 n −1 符 壳层 K L M N O P ∴最多可容纳的电子数为 号 n −1 l 0 1 2 3 4 5