谱项简介和表示方法

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当某一原子由高能级Ei跃迁到低能级Ej上时,发射出与两能级之差相应的谱线,其波数等于(Ei/hc)-( Ej/hc)。(Ei/hc)和( Ej/hc)就是分别对应能级i和j的谱项。谱项就定义为Tn=( En/hc),所以可以认为谱项就对应能级,它是由于具有部分充满的外壳层的电子组态引起的。了解谱项对于电子光谱很重要,因为光谱就源自于电子在谱项之间的跃迁。原子的每一个谱项都与一个确定的能态相对应,而原子的能态可以用量子数L、S和J来描述[L是原子的总轨道角动量;S是原子的总自旋角动量;J是原子的总角动量],所以谱项也可以用量子数L、S和J来描述。

为了得到L、S和J,需要将体系中电子的自旋角动量s和轨道角动量l[默认小写对应电子的角动量,而大写对应体系的总角动量]。有两种方法可以得到体系总的轨道角动量、自旋角动量和总角动量:(1)对于较轻的元素[原子序数在40以下],所有电子的轨道角动量l耦合产生总轨道角动量L,所有电子的自旋角动量s耦合产生总自旋角动量S,然后L和S耦合得到体系的总角动量J;(2)对于重原子,是每个电子的自旋角动量s和轨道角动量l先耦合得到电子的总角动量j,然后所有电子的j耦合得到体系的J。 

用L、S和J表示谱项的方法是:(1)L值为0,1,2,…能态用大写字母S,P,D,E……表示,将(2S+1)的具体数值写在L的左上角,2S+1L就是原子的光谱项。2S+1称为光谱项的多重性。轨道和自旋相互作用使每个光谱项分裂为(2S+1)或(2L+1)个光谱支项,既有(2S+1)或(2L+1)不同的J,在光谱项右下角写出J的具体数值,便得到相应的光谱支项2S+1LJ。