ОТВЕТЫ К БИЛЕТАМ ПО ФИЗИКЕ37 (Ответы к билетам), страница 3

4. или - спиновое значение и квантовое число. Из уравнения Шредингера для водородоподобного атома вытекает существование только 3-х целочисленных параметров определяющих состояние электрона в атоме. Из уравнения Дирака удовлетворяющего основным положениям релятивистской теории относительности вытекает существование у электрона особой характеристики, которая была названа спином. Эта такая же неотъемлемая характеристика частицы, как масса и заряд. Она представляет собой собственный механический момент (момент импульса частицы). Для электрона и то есть ; - величина собственного момента импульса; - проекция собственного момента импульса на ось ;

Состояние электрона обозначается указанием значений главного квантового числа и орбитального квантового числа . Первое значение указывается цифрой, а второе – латинской буквой по схеме:

Рассмотрим заполнение энергетических уровней электронов в атоме.

	0	1	2	3	4	5
Обозначение

n=1 l=0 1S

n=2 l=0 2S

l=1 2P

n=3 l=0 3S

l=1 3P

l=2 3d

С пектральные линии излучаются при переходе электронов с верхних уровней на нижние. При этом соблюдается правило отбора по орбитальному числу : ; ; - серия Лаймана, атома :

и и - серия Бальмера.

В атоме (и у водородоподобных атомов) энергия состояния определяется только значением квантового числа и независит от значений квантовых чисел . Число различных квантовых состояний, имеющих одинаковую энергию называются кратностью вырождения.

Кратность вырождения по квантовым числам и равна: . С учётом двух возможных значений квантового числа : .

Электронной конфигурацией называется перечень заполненных квантовых состояний в атоме с указанием числа электронов в каждом состоянии. Заполнение состояний в многоэлектронных атомах начинается с наименьшего энергетического уровня. При этом выполняется принцип Паули: в каждом квантовом состоянии, характеризуемом 4-мя квантовыми числами может быть только один электрон, (то есть 2-х электронов с одинаковым набором квантовых чисел быть не может). Состояние с одинаковыми главного квантовым числом образуют оболочку, а с одинаковым значением квантового числа образует подоблочку. Оболочки обозначаются по схеме:

	1	2	3	4
Обозначение

Рассмотрим заполнение оболочек у нескольких элементов в периодической таблице Менделеева.

Обозначение					Электронная конфигурация
	1	0
	2
		1	-1
			0
			+1
	3	0
		1	-1
			0
			+1
		2	-2
			-1
			0
			+1
			+2