Picture7 (4)

IS

Poboczna liczba kwantowa I przyjmuje wartości od / = 0 do / = n -1. Okre-la ona dokładniej poziom energii oraz charakteryzuje kształt orbitali atomowych. Liczbom kwantowym / przypisuje się kolejno podpowłoki elektronowe i symbole: .v, />, d,f Maksymalna chłonność elektronów tych podpowłok wynosi illa: v 2, p - 6, d 10,/- 14. Gdy chce się oznaczyć podpoziomy energetyczne, wówczas wprowadza się duże litery S, P, D, F, G, H, zwane termami.

Magnetyczna liczba kwantowa m określa stosunkowo niewielkie różnice energii elektronów o takich samych liczbach n i /. Różnice te ujawniają się w polu magnetycznym. Gdy nie ma zewnętrznego wpływu pola magnetycznego, wówczas orbitale elektronów o tych samych liczbach n i / nie różnią się energią. (>i hilalc takie nazywa się zdegenerowanymi lub zwyrodniałymi. Stany p są zde-generowane trzykrotnie, d pięciokrotnie,/-siedmiokrotnie. W zewnętrznym polu magnetycznym wektor orbitalnego momentu magnetycznego elektronu (M)) ustawia się tylko w określonych pozycjach (////), które podlegają regułom kwantowania. Liczba możliwych stanów m_t = 21 + 1, tj. mi = -!,-{/- 1),... 0, / I, /. I iczba magnetyczna zależy więc od liczby kwantowej I. Pozwala ona na wyjaśnienie występowania subtelnych prążków widmowych w polu magnetycz-nym (zjawisko Zeemana).

Spinowa liczba kwantowa m_x kwantuje rzut momentu spinowego na określo-

u\ kierunek w przestrzeni. Spin ma wartość s~ 1, a rzut spinu dwie wartości:

2

' ¹ i ¹ . Odpowiada to dwóm stanom elektronowym. Elektron jest elementarnym

2 2

magnesem. Zorientowanie się w przestrzeni dwóch spinów +i i -i znosi efekt

2 2

magnetyczny. Stan taki odpowiada parze elektronowej. Spin sumaryczny S wynosi tutaj 0, a stan taki nazywa się singletowym i dozwolonym. Jeśli spin sumaryczny wynosi S, to zwroty momentu spinowego przyjmują wartości A/, ^: 2<V + I. W atomie wieloelektronowym yyystępuje M,-krotna degeneracja spinowa, zwana multipletowością stanu elektronowego.

W stanie singletowym M_v = 2 0+1 =1. Stan ten jest charakterystyczny dla par elektronowych.

Jeśli w atomie występuje jeden niesparowany elektron, wówczas jego A/,    2 • — + 1 = 2. Jest to stan dubletowy. Jeśli występują dwa niesparowane

elektrony, to M_x = 2 • I + 1 = 3 i jest to stan trypletowy. Mogą być również stany wyższe: kwartetowy, kwintetowy, sekstetowy itd.

Poniżej przedstawiono schematycznie stany singletowy i trypletowy w układach dwuelektronowych; strzałki wskazują rzuty momentów spinowych na poziomach energetycznych.

-łf -	♦ t	—t— t	-4+—
0	0	1
singletowy	singletowy	trypletowy	niedozwolony
a	b	c	d

a obydwa elektrony są w jednym orbitalu, spiny skierowane są przeciwnie, li obydwa elektrony o przeciwnie skierowanych spinach znajdują się w dwóch orbitali o różnej energii,

c obydwa elektrony znajdują się w dwóch orbitalach o spinach skierowanych rówi legie,

il obydwa elektrony są w jednym orbitalu o spinach równoległych.

1.4.2. Struktury elektronowe atomów w stanie podstawowym

Struktury atomów występujących w stanic podstawowym (najniższy po/u energii) wyprowadza się w porządku rosnącej liczby kwantowej ii i dla dane w porządku rosnących wartości liczby kwantowej /. Respektuje się pizy t\ui sadę 1’auliego i regułę llunda. Zasada Pauliego mówi, że:

W atomie nie mogą występować dwa elektrony, których wszystkie c/lei liczby kwantowe byłyby takie same, a więc takie same liczby //, /. //// ort takie same spinowe liczby kwantowe v.

Dwa elektrony mogą występować na jednym orbitalu (te same //, /, »ii) muszą się różnić spinowymi funkcjami falowymi ( ₍ ^ i >■ Reguła lim

informuje, że:    .

li di występuje wiele wolnych orbitali /.degenerowanych (te same warloś ii i /), to elektrony zajmują możliwie na|więks/ą ich liczbę ¹

1

Icklrony /ą|iiinją te orbitale mając identyczni spiny I li Idiom /ąjimiją w Manie podstawowym orbitale atomowe w porządku mąiuli waitośei ii i w obrębie ii losnącycli / Atom wodom II posiada ty I i lii lion | len /ąjinu|e oilulul U lego koitflgllim |ę > b i tumową /apiai|i |ltko 11'