4章 碱金属原子结构及光谱.ppt

超精细结构子能级之间能够发生直接跃迁，其跃迁频率落在微波频段。 例如：Na基态32S1/2在F=1与F=2之间的跃迁频率为1772MHz。 * 这类跃迁具有特殊的应用背景，如133Cs 9193MHz线频率(见表4.5-1)是国际频率(时间)基准。 二．同位素位移 同一种元素的同位素，由于原子核的质量不同，造成原子的折合质量不同，因此，即使不考虑超精细结构，其能级也略有差异，这叫做同位素位移。 折合质量m: 里德堡常数R正比于折合质量 m= meM/(me+M ) 能级的微小差异的变化规律 *随着原子量的加大而迅速减小 例如： 质量数为1(氢)与2(重氢) ，折合质量相对差别为3×10-4，而对质量数为50，51的两个核，这差别减小至约2×10-7。 *原子量很大的元素，这种差异反而变大 核的体积增大的影响逐步显著起来。对原子核所在处的电场分布发生影响，使之偏离点电荷的库仑场。因而对电子的能量也会有微小的影响。 综合：若把各种元素按质量数大小排列，同位素位移大体上呈现“两头大，中间小”。 天然铷(含85Rb和87Rb)共振线52P1/2一52S1/2 780nm谱线的结构。由于分辨率不太高，可以分出4个分量，A，B两分量来自85Rb，a，b来自87Rb。其分裂都是由基态2S1/2的超精细分裂产生的。 原子光谱的同位素位移可用于同位素分离 一. 分离氢同位素(H，D，T)，用于产生重水以及研究核聚变； 二.分离铀同位素，用于裂变反应。 天然铀：含235U为0.72％， 238U为99.27％ 目的：使235U富集(成分大大增加)或分离 分离原理： U的一条谱线，l＝591.5nm，其下能级是基态。此线包含了238U的单线及235U的多个超精细结构分量。 分离方法： *用频率可调的窄带强激光，使频率对准235U谱线某一分量，就能使235U激发，而不影响238U。 *再用另外的方法(主要还是用激光)使处于激发态的235U电离成为离子235U+。用电学方法分离235U+ *也可以用频率对准238U线的方式工作。根据效率选最佳方案。 4.6 ⅠB和ⅢA族原子 ⅠB族元素（铜Cu、银Ag、金Au） 铜 29Cu（KLM4s1） 银 47Ag (KLM4s24p64d105s1) 金 79Au (KLMN5s25p65d106s1) 从F 能级起接近于氢原子能级，但S、P、D能级由于轨道贯穿和极化效应下降很多。 满d壳层电子，该壳层上的d电子会激发到ns上形成ns2满支壳层，此激发能要比ⅠA族碱金属原子的第一个内壳层p电子激发上去所需的能量小好多，因此(n-1)d电子激发的能量并不一定比ns电子激发的大。 如Cu的3d94s2 2D3/2,5/2 的激发能分别为1.642eV和1.389eV,比4s→4p激发能3.786eV小很多。 因此ⅠB族原子的d电子激发将造成非常丰富的能级系列。 ⅢA族元素（硼B、铝Al、镓Ga、铟In、铊Tl） 硼 5B （1s22s22p） 铝 13Al（KL3s23p） 镓 31Ga（KLM4s24p） 铟 49In（KLM4s24p64d105s25p） 铊 81Tl（KLMN5s25p65d106s26p） 比同一周期的ⅠA族碱金属原子多两个电子，它们的价电子是一个p电子 内壳层激发电子组态nsnp2是允许的，跃迁几率很大，激发能也不高， 这些能级均形成ⅢA族原子的低激发态，但它们的能量差异较大，对硼原子2s2p2 2P甚至在电离阈之上，为自电离态。 原子物理 何伟明 研究生复试笔试 “玻尔模型将量子概念引入对氢原子结构的解释，成功地解释了氢原子光谱。” 玻尔模型由三个假设组成，你认为哪个假设最具有创新性？为什么？ b. 玻尔模型仍然无法解释氢原子的精细结构，索莫菲对其作了推广，说说索莫菲是如何改造玻尔模型的？ 期末考试 前三章1/3； 概念60%（概念、陈述、判断） 班号 挂科门次 挂科率（%） 1021101 8 8.33 1021102 3 12.0 1021103 10 19.05 1121101 46 44.0 1121102 22 22.73 1121103 51 40.91 　 　 　 1221101 3 12.5 1221102 1 4.0 1221103 3 4.0 截止2013春开学 毕业年份 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 研究生升学率（含出国）% 55.3 50.8 60.7 45.1 45.