(5)--第五章 多电子原子原子物理学.pdf

第五章多电子原子

学习要求

1.掌握氦、镁等具有两个价电子原子的光谱和能级。

2.掌握原子的耦合矢量模型（L-S耦合和j-j耦合）的步骤、适用范围，正确

给出电子组态构成的原子态（光谱项）。

3.掌握洪特原则、朗德间隔定则和电偶极辐射跃迁选择定则，并能正确画出

能级图，解释氦原子、镁原子等具有两个价电子原子的光谱的形成。

4.了解复杂原子光谱一般规律。

5.掌握泡利不相容原理，正确构造出同科电子原子态。

6.了解原子激发和辐射跃迁的基本概念，了解氦氖激光器的原理。

在前面我们学习了氢原子、类氢离子、和碱金属原子的光谱与能级。氢原子、

类氢离子、碱金属原子它们具有相似的电学结构：

-e（价电子）

-e●

+●e●●

原子实+e

H原子碱金属原子

H原子和类氢离子：带一个单位正电荷的原子核+一个电子

碱金属原子：带一个单位正电荷的原子实+一个价电子

§5.1氦及周期系第二族元素的光谱和能级

一、周期系第二族元素电子结构

1.周期系第二族元素：

2.第二族元素电子结构特点：

He：Z=2

Be：Z=4=2+2结构特征：

Mg：Z=12=2+8+2带电+2e的原子实和

Ca：Z=20=2+8+8+2两个价电子组成

Sr：Z=38=2+8+8+18+2

Ba：Z=56=2+8+8+18+18+2

光谱、能级结构相似

Ra：Z=88=2+8+8+18+18+18+2

…

有两个价电子的原子能级如何？电子跃迁而形成的光谱如何？…

二、第二族元素的光谱与能级：

共同规律：第二族元素的光谱和能级具有相似的规律：

单线结构单层结构

光谱线分为两套原子能级也有两套结构

复杂结构三层结构

1.氦原子的光谱和能级

(1)氦原子光谱

构成谱线系：由主线系、第一辅线系、第二辅线系构成。

每个线系都有两套谱线：单线光谱、复杂光谱。

两套谱线对应两套能级：单层能级、三层能级；每套能级各自内部跃迁产生

光谱，两套能级之间没有相互跃迁。

正氦

单层能级间的跃迁单线光谱（主线系11）

nPS

n3P3S

三层能级间的跃迁复杂光谱（主线系）

仲氦

然而……氦，只有一种；但，它拥有两套能级。

11

氦的单线主线系是诸P态跃迁到基态S的结果，处于远紫外部分。而三重态

33

的主线系是诸P到第一激发态S跃迁的结果，落在红外、可见区、直到紫外

区。其余对应的两套线系所在的区域差别不大