17 Termy atomowe.pdf

(495 KB) Pobierz
Wyk ł ł ad 17: Termy atomowe
Wyk
ad 17: Termy atomowe
Orbitalne i spinowe momenty magnetyczne
Orbitalne i spinowe momenty magnetyczne
Termy atomowe
Termy atomowe
Symbole
Symbole term
termów
Przyk
Przyk ł ł ady
ady term
termów
Regu
Regu ł ł a
a Hunda
Hunda dla
dla term
termów
Rozszczepienie poziom
Rozszczepienie poziomó w energetycznych
w energetycznych
W ł łaś ciwo
ciwoś ci magnetyczne atom
ci magnetyczne atomó w
w wieloelektronowych
wieloelektronowych
Wydziaþ Chemii UJ Podstawy chemii - wykþad 17/1
dr hab. W. Makowski
Orbitalne i spinowe momenty magnetyczne
dla elektronu opisanego orbitalem atomowym
( ) >
M
=
l
l
+
1
orbitalny moment p
orbitalny moment pę du
du
( ) >
Σ
=
s +
1
spinowy moment p
spinowy moment pę du
du
orbitalny moment magnetyczny
magneton Bohra
e
e
e
e
>
>
( )
( )
( ) B
( ) B
M
M
=
=
M
M
=
=
l
l
l
l
+
+
1
1
⋅
⋅
=
=
l
l
l
l
+
+
1
1
L
L
2
2
m
m
2
2
m
m
e
e
e
e
spinowy moment magnetyczny
e
e
3
>
( )
M
=
Σ
=
s
s
+
1
⋅
=
⋅
2
=
3
S
B
B
m
m
4
e
e
Wydziaþ Chemii UJ Podstawy chemii - wykþad 17/2
dr hab. W. Makowski
1
792883266.050.png 792883266.061.png 792883266.072.png 792883266.075.png 792883266.001.png 792883266.002.png 792883266.003.png 792883266.004.png 792883266.005.png 792883266.006.png 792883266.007.png 792883266.008.png 792883266.009.png 792883266.010.png 792883266.011.png 792883266.012.png 792883266.013.png 792883266.014.png 792883266.015.png 792883266.016.png
Termy atomowe
• Wypadkowe momenty
Wypadkowe momenty
pę du s
• Orbitalne i spinowe
Orbitalne i spinowe
momenty p
du są kwantowane.
kwantowane.
momenty pę du sumuj
du sumują si
się ,
,
czyli ulegają sprz
czyli ulegaj
sprz ęŜ
ęŜ eniu.
eniu.
(
) >
M spin
=
S
S
+
1
(
) >
Sprz ęŜ
ęŜ enie
enie Russella
Russella Saundersa
Saundersa:
M orb
=
L
L
+
1
Sprz
(
) >
M calk
=
J
J
+
1
Wypadkowe liczby kwantowe:
S (spinowa), L (orbitalna), J (ca
Wypadkowe liczby kwantowe:
S (spinowa), L (orbitalna), J (ca ł ł kowita)
kowita)
Termy atomowe: stany energetyczne atom
stany energetyczne atomó w,
w,
Termy atomowe:
charakteryzują ce si
ce się warto
wartoś ciami S, L i J
ciami S, L i J
charakteryzuj
Wydziaþ Chemii UJ Podstawy chemii - wykþad 17/3
dr hab. W. Makowski
Kwantowanie L, S i J
wynika z kwantowania przestrzennego momentu pę du
du
wynika z kwantowania przestrzennego momentu p
poszczegó lnych elektron
lnych elektronów
poszczeg
np. dla dwó ch elektron
np. dla dw
ch elektronów
(
) >
M spin
=
S
S
+
1
(l
(l 1 , s
, s 1 i l
i l 2 , s
, s 2 )
S przyjmuje wartoś ci s
ci s 1 s 2 i s
i s 1 +s
+s 2 , czyli 0 i 1
, czyli 0 i 1
S przyjmuje warto
(
) >
M orb
=
L
L
+
1
L przyjmuje warto
L przyjmuje wartoś ci l
ci l 1 l 2 , l
, l 1 l 2 +1,
+1, … , l
, l 1 +l
+l 2 (dla l
(dla l 1 > l
> l 2 )
(
) >
M calk
=
J
J
+
1
J przyjmuje wartoś ci L
ci L S, L
S, L S+1,
S+1, … ,
, L+S
L+S (dla L > S)
(dla L > S)
J przyjmuje warto
Wydziaþ Chemii UJ Podstawy chemii - wykþad 17/4
dr hab. W. Makowski
2
792883266.017.png 792883266.018.png 792883266.019.png 792883266.020.png 792883266.021.png 792883266.022.png 792883266.023.png 792883266.024.png 792883266.025.png 792883266.026.png 792883266.027.png
 
Symbole term
termów
Symbole
multipletowo ść
ść
multipletowo
2S+1
L: S, P, D, F, G,
L: S, P, D, F, G, …
L J
brak elektronó w
brak elektron
w
niesparowanych
S = 0
2S + 1 = 1
Singlet
niesparowanych
1 elektron
niesparowany
1 elektron
S = 1/2
2S + 1 = 2
Dublet
niesparowany
2 elektrony
niesparowane
2 elektrony
S = 1
2S + 1 = 3
Tryplet
niesparowane
3 elektrony
niesparowane
3 elektrony
2S + 1 = 4
Kwartet
S = 3/2
2S + 1 = 4
Kwartet
niesparowane
4 elektrony
niesparowane
4 elektrony
S = 2
2S + 1 = 5
Kwintet
niesparowane
w
niesparowanych
5 elektronó w
5 elektron
2S + 1 = 6
S = 5/2
2S + 1 = 6
Sekstet
niesparowanych
Wydziaþ Chemii UJ Podstawy chemii - wykþad 17/5
dr hab. W. Makowski
Przyk ł ł ady
ady term
termów
Przyk
Przyk ł ł ad:
Przyk
ad: [He]: 1s
[He]: 1s 2
L=0
zakaz Pauliego
Pauliego
zakaz
S = 1/2+( 1/2) = 0
S = 1/2+(
1/2) = 0
S = 1
Term 1 S 0
Term
(tylko jeden!)
jeś li wszystkie
li wszystkie podpow
podpowł oki
oki w
w
je
1 S 0
Term
atomie są ca
cał kowicie wype
kowicie wypeł nione
nione
atomie s
He, berylowce: ns 2
helowce: ns
He, berylowce: ns
Yb : 4f
Yb
: 4f 14
14
5s
5s 2 p6d
p6d 10
10 6s
6s 2
No: 5f 14
6s 2 p6d
p6d 10
7s 2
helowce: ns 2 p 6
cynkowce: nd
No: 5f
14
6s
10 7s
cynkowce: nd 10
10 (n+1)s
(n+1)s 2
Wydziaþ Chemii UJ Podstawy chemii - wykþad 17/6
dr hab. W. Makowski
3
792883266.028.png 792883266.029.png 792883266.030.png 792883266.031.png 792883266.032.png 792883266.033.png 792883266.034.png 792883266.035.png 792883266.036.png 792883266.037.png 792883266.038.png 792883266.039.png 792883266.040.png 792883266.041.png
Przyk ł ł ady
ady term
termów cd
cd.
Przyk
Uwzglę dniamy tylko nieca
Uwzgl
dniamy tylko nieca ł ł kowicie wype
kowicie wype ł ł nione
nione podpow
podpow ł ł oki
oki ! !
[Li]: 1s
[Li]: 1s 2
2 2s
2s 1
S=1/2
L=0
J=1/2
dublet
2 S 1/2
1/2
[B]: 1s
[B]: 1s 2
2 2s
2s 2 p 1
S=1/2
L=1
J=3/2, 1/2
dwa
dublety
dwa
dublety
2 P 3/2
3/2 , 2 P 1/2
1/2
Wydziaþ Chemii UJ Podstawy chemii - wykþad 17/7
dr hab. W. Makowski
Przyk ł ł ady
ady term
termów cd
cd.
Przyk
[C*]: 1s
[C*]: 1s 2
2 2s
2s 2 p 1
1 3p
3p 1
S = 0, 1
Elektrony nier
nieró wnowa
wnowaŜ ne
ne
Elektrony
(na róŜ nych pow
nych pow ł ł okach)
okach)
(na r
l l 1 l l 2
l l 1
l l 2
l l 1
l l 2
l l 1
l l 2
L=0
L=1
L=2
1 S 0
1 P 1
1 D 2
10
10 term
termów w stanie
w stanie
wzbudzonym
3 S 1
3 P 0
3 D 1
wzbudzonym
3 P 1
3 D 2
3 P 2
3 D 3
Wydziaþ Chemii UJ Podstawy chemii - wykþad 17/8
dr hab. W. Makowski
4
792883266.042.png 792883266.043.png 792883266.044.png 792883266.045.png 792883266.046.png 792883266.047.png 792883266.048.png 792883266.049.png 792883266.051.png 792883266.052.png 792883266.053.png 792883266.054.png 792883266.055.png 792883266.056.png 792883266.057.png 792883266.058.png 792883266.059.png
Przyk ł ł ady
ady term
termów cd
cd.
Przyk
[C]: 1s 2
2s 2 p 2
[C]: 1s
2 2s
S = 0, 1
Elektrony ró wnowa
Elektrony r
wnowaŜ ne
ne
(na tej samej podpow
(na tej samej
podpow ł ł oce
oce)
Cz ęść
ęść term
termów wykluczona ze wzgl
wykluczona ze wzglę du na zakaz
du na zakaz Pauliego
Pauliego
Cz
np. 3 D 1,2,3
np.
jeŜ eli S=1 to L
eli S=1 to L≠ 2 (je
2 (jeś li maj
li mają tak
taką sam
samą orientacj
orientację spinu,
spinu,
je
1,2,3
to nie mog
to nie mogą mie
mieć takiej samej orientacji orbitalnego
takiej samej orientacji orbitalnego
momentu p
momentu pę du)
du)
1 S 0
1 P 1
1 D 2
Tylko 5 term
w stanie
podstawowym
termów w stanie
Tylko 5
3 S 1
3 P 0
3 D 1
podstawowym
3 P 1
3 D 2
3 P 2
3 D 3
Wydziaþ Chemii UJ Podstawy chemii - wykþad 17/9
dr hab. W. Makowski
Regu ł ł a
a Hunda
Hunda dla
dla term
termów
Regu
1. Najni
1.
NajniŜ sz
szą energi
energię wykazuje term o najwi
wykazuje term o najwię kszej
kszej
multipletowo
multipletowoś ci (liczbie S)
ci (liczbie S)
2. Dla danej multipletowo
2.
Dla danej multipletowoś ci najmniejsza energia odpowiada
ci najmniejsza energia odpowiada
najwi
najwię kszej warto
kszej wartoś ci L
ci L
3. Dla zadanych warto
3.
Dla zadanych wartoś ci S i L
ci S i L
• gdy
gdy podpow
podpow ł ł oka
oka jest zape
jest zape ł ł niona co najwy
niona co najwyŜ ej w po
ej w po ł ł owie,
owie,
termem o najniŜ szej energii jest term o najmniejszej
termem o najni
szej energii jest term o najmniejszej
wartoś ci J
warto
ci J
• gdy
gdy podpow
podpow ł ł oka
oka jest zape
jest zape ł ł niona wi
niona wię cej ni
cej niŜ w po
w po ł ł owie,
owie,
termem o najniŜ szej energii jest term o najwi
termem o najni
szej energii jest term o najwię kszej
kszej
wartoś ci J
warto
ci J
Wydziaþ Chemii UJ Podstawy chemii - wykþad 17/10
dr hab. W. Makowski
5
792883266.060.png 792883266.062.png 792883266.063.png 792883266.064.png 792883266.065.png 792883266.066.png 792883266.067.png 792883266.068.png 792883266.069.png 792883266.070.png 792883266.071.png 792883266.073.png 792883266.074.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin