Основные положения. В основе современной спектроскопии лежит квантовая теория

В основе современной спектроскопии лежит квантовая теория, согласно которой атомы могут обладать только строго определенными дискретными запасами внутренней энергии: Е _o, Е₁, Е₂ и т.д. Уровень с наименьшей энергией называют основным или нормальным состоянием (уровнем) – Е _о, а все другие – возбужденными. Испускание света атомами происходит за счет изменения их энергии.

Энергетическое состояние одноэлектронного атома водорода определяется энергетическим состоянием его единственного электрона и может быть найдено с помощью уравнения Шредингера. При решении уравнения Шредингера получают набор трех квантовых чисел.

Главное квантовое число п является номером электронной оболочки и характеризует удаленность электрона от ядра. K -оболочке соответствует n = 1, L -оболочке – n = 2 и т. д.

Орбитальное квантовое число l (побочное)характеризует подоболочки, из которых состоят оболочки, орбитальный момент количества движения электрона и приближенно определяет форму электронного облака. Оно может принимать n значений: 0, 1, 2,.…, n –1. В спектроскопии побочное квантовое число принято обозначать буквой:

Числовое значение l 0 1 2 3 и т.д.

Символ s р d f и т.д.

Магнитное квантовое число т_l характеризует проекцию магнитного момента движущегося электрона на направление внешнего магнитного поля. В соответствии с правилами пространственного квантования проекция может принимать только целочисленные значения: 0, ±1, …, ± l,всего (2 l + 1) значений.

Спиновое квантовое число т_s характеризует собственный момент электрона. Оно не связано с уравнением Шредингера и принимает значения: +1/2 и –1/2.

Полный момент электрона j является геометрической суммой векторов l и s (j = l + s). Еготакже называют внутренним квантовым числом.

В одноэлектронном атоме водорода энергетическое состояние электрона полностью определяется главным квантовым числом n. Решая уравнение Шредингера для такой системы, получают следующее выражение для энергии электрона:

(2.1)

где m_e – масса электрона (5,44617^.10^–4 г); h – постоянная Планка (6,6262^.10^–34 Дж·с = 4,1357^.10^–15 эВ·с = 6,6262^.10^–27 эрг·с); n – главное квантовое число.

Дата добавления: 2015-07-08