Term atomowy
Term atomowy – w mechanice kwantowej, obserwowany stan atomu, odpowiadający rzeczywistym stanom o różnej energii, charakteryzujący się określonymi wartościami liczb kwantowych.
Charakterystyka
[edytuj | edytuj kod]W przypadku sprzężenia Russella-Saundersa term atomowy jest opisywany przez liczby kwantowe:
- – kwantowa liczba orbitalna wszystkich elektronów,
- – kwantowa liczba spinowa wszystkich elektronów,
- – kwantowa liczba całkowitego wypadkowego momentu pędu wszystkich elektronów.
Każdy z tych momentów pędu jest osobno skwantowany:
Symbolika
[edytuj | edytuj kod]Aby opisać termy atomowe stosuje się następujący symbol:
gdzie:
- – symbol termu,
- – multipletowość,
- – wartość sprzężenia LS.
Symbol termu atomowego określa się literą alfabetu łacińskiego:
L = | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ... |
S | P | D | F | G | H | I | K | L | M | N | (dalej alfabetycznie) |
Multipletowość oblicza się ze wzoru 2S+1. Dla S=0, multipletowość wynosi 1 i mówimy o termie singletowym. Dla S=1/2, multipletowość równa się 2 i mamy term dubletowy. Dla S=1, multipletowość równa się 3 i mamy term trypletowy itd. Liczba J może przyjmować wartości od |L–S| do |L+S|.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/ff/Boron_configuration.svg/220px-Boron_configuration.svg.png)
Przykład wyznaczenia termu dla atomu boru:
- Konfiguracja atomu boru: 1s2 2s2 2p1
- Powłoki 1s i 2s są całkowicie zapełnione (i nie wnoszą udziału do sprzężenia LS), więc rozpatruje się tylko powłokę 2p. Zgodnie z regułą Hunda, elektron „ustawia się” tak, żeby magnetyczna liczba kwantowa ml była jak największa. Do obliczenia wartości L i S należy skorzystać z wzorów:
- Stąd otrzymamy, L = 1 i S = 1/2. Natomiast J wyniesie 1/2 i 3/2. Zatem ostatecznie, symbole termów będą następujące:
W przypadku atomów wieloelektronowych, gdzie elektrony mogą występować na różnych poziomach pojawia się kilka termów. Wówczas ważne jest, aby wyznaczyć term stanu podstawowego. Aby tego dokonać należy skorzystać z reguł Hunda:
- Termem podstawowym jest term o najwyższej multipletowości;
- Dla termów o tej samej multipletowości, termem podstawowym jest term o największej wartości L;
- Po uwzględnieniu powyższych reguł, poziomem podstawowym jest:
- Poziom o najmniejszej wartości J dla podpowłok zapełnionych mniej niż w połowie;
- Poziom o największej wartości J dla podpowłok zapełnionych więcej niż w połowie.
Zatem w wyżej podanym przykładzie, termem podstawowym (czyli o najniższej energii) jest term
Dla sprzężenia jj, term atomowy jest równoważny z poziomem atomowym.
Bibliografia
[edytuj | edytuj kod]- Zbigniew Kęcki: Podstawy spektroskopii molekularnej. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1992, s. 164–166. ISBN 83-01-10503-8.
- Adam Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej. T. I. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2005, s. 95–98. ISBN 83-01-13815-7.
- Włodzimierz Kołos: Chemia kwantowa. Wyd. II. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1975, s. 81–86.
- Bohdan Staliński: Magnetochemia. T. XI. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1966, s. 49–54.