双原子分子谱项.ppt

2-2 双原子分子谱项 从分子的电子组态出发，讨论由一给定组态产生的电子谱项以及电子谱项的推求，再进一步讨论分子的光谱支项。一、双原子分子的电子组态（1）组态（电子在分子轨道上分布）N2:(1s)2(*1s)2(2s)2(*2s)2(2p)4(2p)2(2),等轨道的含意（角动量分量大小）。原子轨道，节面（分子轨道），力学量（角动量分量）lZ=(m=0,1,2,)记 因此，对于每个m0 的轨道，能量都是双重简并的。（3）组态表示忽略的作用 同原子一样，组态表示忽略了电子间的瞬间作用（轨道-轨道），磁矩间的作用（自旋-自旋；自旋-轨道）。（4）同一组态下有多种微观状态 如：1 4 种 2 6 种 不计瞬间、磁矩间作用，能量是简并的，考虑这些作用，则分成几个能级。（总轨道角动量，总自旋角定量，总角动量）二、双原子分子的电子谱项 1、总轨道角动量z分量、总自旋角动量计算（1）总轨道角动量z分量的计算（标量和）：分子总轨道角动量z分量：分子中i电子的轨道角动量分量：总轨道角动量磁量子数：单电子轨道角动量磁量子数（2）根据角动量的大小标注的分子状态：不相同，双原子分子的能量不同。：有双重简并度(注意小写字母指的是单个电子，而大写字母指的是整个分子)（3）总自旋角动量计算 与原子的完全相同2 双原子分子的电子谱项（1）电子谱项的定义 同一组态下，S 和|ML|相同，则能量相同。记为：2S+1 称为多重性（2）电子谱项的推求 闭壳层组态 所有亚层都被填满的分子组态，S 和ML全部等于零 产生唯一的谱项1。单电子 1:s=1/2，所以S=1/2，ML=0,为 2 谱项。基态电子组态即为一例。1:s=1/2，所以S=1/2，ML=1,为2谱项。即为一例 不等价电子：ML=0，S=0,1；谱项：1和3：ML=1,S=0,1；谱项:1和3。:S=0,1，有单重态和三重态。电子m=1，电子m=2。于是的可能值是+3,-3,+1,-1。这样产生=3或1 谱项:1、3、1、3：每个电子有m=1，ML的数值有：+2,-2,0,0。的数值是2,0和0。自旋S=0,1 谱项：1、3、1、3、1、3 等价电子 2;4;4：1 2：有6可能状态，分属三个谱项：1、1、3。（3）有关谱项的几点说明同一谱项的微观状态数（同一组态的微观状态数）(2S+1)*1（）或（2S+1）*2（其它）宇称（对称中心）（同核双原子分子）分子总的波函数对称中心的作用是g或是u.g u 如是两电子的对称性相同（同为g或u),则总的波函数呈中心对称（g)。g*g=u u*u=g g*u=u 例：H2:1g O2:1 g、1 g、3 g 分子总的波函数对分子轴的xz平面进行反映。（对称或反对称）4 双原子分子光谱选律 5 双原子分子的光谱支项 正如原子一样，自旋-轨道相互作用使分子谱项分裂成紧密相间的支项。（1）定义 2S+1（2）总电子角动量的轴分量得到（）电子的轨道和自旋角动量的z分量相加，给出总电子角动量的轴分量：+（3）例子：例 1：一个3谱项有=2和S=1，产生的支项是 33、32、31。例 2：一个4谱项有四个支项：45/2、43/2、41/2和4-1/2。6 相关问题说明（1）如果一组态有几个谱项，S最大者最低；S相同最大最低。（2）为把基态谱项与激发态谱项分开；基谱项前加X；在谱项前加A，B，C依次表示多重度与基态相同，能量递增的激发态；在谱项前加a，b，c依次表示多重度与基态不同，能量递增的激发态；