104

A    r J. (Uimm 2U&

KW rmhni v>. o ty un rws w:

10z    3 ELfKTRONOWA STRUKTURA ATOMU

Na rysunku 3.27 przedstawiono analogiczny schemat termów atomowych dla atomu

0    konfiguracji 3z/' (np. atomu wanadu: ls² 2$²/»⁶ 3jV»V^} 4j²). Ze schematów na rys 3.25

1    3.27 wynika, że największe odstępy istnieją między poziomami energetycznymi charakteryzowanymi termami różniącymi się wartościami liczb kwantowych L i S. Kwanty energii, jakie muszą być dostarczone w takich przypadkach dla przeprowadzenia atomu ze stanu o niższej energii do stanu o wyższej energii lub emitowane przy przejściu atomu ze stanu o wyższej energii do stanu o energii niższej, są kwantami promieniowania nadfioletowego lub promieniowania widzialnego (rzędu 1-2 eV). Przejścia takie decydują o widmie absorpcyjnym i emisyjnym pierwiastków przeprowadzonych w stan gazowy w luku elektrycznym. Widma tego rodzaju pozwalają na identyfikację pierwiastków. a także w pewnych przypadkach na oznaczenie ilościowe ich zawartości. Odstępy pomiędzy poziomami multipletowymi (kolumna C na obu rysunkach) są znacznie mniejsze i mają wartość rzędu I - 10 ‘ eV. Istnienie poziomów multipletowych pozwala na wyjaśnienie pewnych szczegółów w strukturze widm atomowych (tzw. strukturze nad-subtelnej). Szczegóły dotyczące interpretacji na ogól bardzo zawiłych widm atomowych przedstawiają podręczniki spektroskopii atomowej. Odstępy pomiędzy poziomami energetycznymi, powstałymi przez rozszczepienie poziomów multipletowych w polu magnetycznym. są zależne od indukcji pola. niemniej jednak są z reguły bardzo małe. Przy użyciu pola rzędu I T (10 000 Os) różnice te wyrażają się wartościami rzędu I 10 ⁴ eV. Do pokonania tej różnicy potrzebne są kwanty energii promieniowania o długości fali rzędu 1 cm. Tego rodzaju przejścia warunkują zjawisko elektronowego rezonansu para magnetycznego (p. 8.10).

Na zakończenie tego paragrafu należy zwrócić uwagę, że schematy termów, takie jak przedstawione na rys. 3.25 i 3.27. obrazują nic tylko stany obojętnych atomów, ale również atomów /jonizowanych Schemat dla atomu o 3 elektronach d odnosi się więc nic tylko do obojętnego atomu wanadu o konfiguracji 1j^j Is-p" 3s*p⁶<f ' 4.v^ł, ale również do jonu V^2ł o konfiguracji ls^: 2s^:p⁶ te^:p^l'd* oraz do jonów Cr " i Mn⁴* o takiej samej liczbie elektronów d.

Omówione tutaj sprzężenie LS odpowiada dobrze zachowaniu sic atomów lekkich i stosuje się także do pierwiastków 4. okresu układu periodycznego. W atomach metali ciężkich sprzężenia spinowych momentów pędu z momentami orbitalnymi stają się sprzężeniami dominującymi i w celu uzyskania całkowitego momentu pędu wszystkich elektronów sumuje się dla poszczególnych elektronów najpierw momenty orbitalne z momentami spinowymi, a następnie momenty wy padkowe charakteryzowane liczbami kwantowymi j dodaje się do siebie. Mówimy w tym przypadku o sprzężeniu jj

3.13. WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE ATOMÓW WIELOELEKTRONOWYCH I POWSTAJĄCYCH Z NICH PROSTYCH JONÓW

Jak wiadomo z p. 3.10. elektrony o określonym momencie pędu mają również i moment magnetyczny. Stwierdzono tam. że elektron o orbitalnym momencie pędu