Четверка - квантовое число
Cтраница 1
Четверка квантовых чисел п, /, т и s полностью характеризует состояние одного электрона в поле атомного ядра. В многоэлектронном атоме нужно учитывать еще и взаимодействие электронов друг с другом, что необычайно усложняет задачу и делает необходимым использование различных специальных приближенных методов, которые здесь рассматриваться не будут. [1]
Четверка квантовых чисел п, I, т и s полностью характеризует состояние одного электрона в поле атомного ядра. В многоэлектронном атоме нужно учитывать еще и взаимодействие электронов друг с другом, что необычайно усложняет задачу и делает необходимым использование различных специальных приближенных методов, которые здесь рассматриваться не будут. [2]
На уровне, который определяется какой-либо четверкой квантовых чисел, может располагаться только один электрон. Это положение называют принципом запрета Паули. Что касается спинового квантового числа s, то оно для каждого значения тг может принимать значения - 1 / 2 и / 2 - Поэтому общее число р-электромов может быть равно шести. [3]
Согласно этому принципу в атоме не может существовать несколько электронов, характеризуемых одинаковой четверкой квантовых чисел п, I, j, nij, где т, - квантовое число, определяющее значение проекции момента р на преимущественное направление. Благодаря принципу Паули, часть из возможных по векторной схеме состояний атома при данной электронной конфигурации выпадает. [4]
Для определения состояния атома в одноэлектронном приближении достаточно знать состояние всех его электронов или, другими словами, четверку соответствующих квантовых чисел п, I, mi, ms) для каждого электрона. При этом каждая четверка может входить в рассмотрение лишь один раз, так как принцип Паули исключает возможность заполнения одного и того же состояния более чем одним электроном. [5]
По отношению к атому принцип Паули удобно формулировать следующим образом: в атоме не может быть больше одного электрона с каждой данной четверкой квантовых чисел: главным я, азимутальным /, магнитным k и спиновым а. Спиновое квантовое число измеряет проекцию спина на ту же ось, на которую проецируется орбитальный момент. [6]
Следовательно, в квантовой системе Ферми частиц не может быть 2 ( или более) электронов, характеризуемых одной и той же четверкой квантовых чисел; существует корреляция между состояниями различных электронов, принадлежащих к одной системе. [8]
Фигурные скобки, заключающие в себе совокупность квантовых чисел, мы будем использовать для обозначения того факта, что состояние антисимметрично относительно взаимной замены любой пары четверок квантовых чисел. [9]
Модель сложного атома строится по схеме, рассмотренной в § 1.4. Электроны находятся в тех же квантовых состояниях, что и в атоме водорода, и занимают в нормальном состоянии атома низшие энергетические состояния, разрешенные принципом Паули, который теперь формулируется так: в одном квантовом состоянии, определяющемся четверкой квантовых чисел n, /, m /, ms, может находиться не более одного электрона. [10]
Они описывают такое состояние системы, в котором каждая из ее частей имеет определенное значение момента импульса и его проекции. Состояние системы полностью определяется четверкой квантовых чисел: /, / 2, т и тг. [11]
На первом этапе анализа состояния и расчета уровня энергии атома рассматривается взаимодействие электронов с ядром, а взаимодействия электронов между собой не учитывается. Важно, что в этом приближении состояние электрона определяется четверкой квантовых чисел: га -, / -, m, msi. Далее при учете следующих членов в гамильтониане это состояние используется как исходное. На его основе рассматриваются, например, слои и оболочки в теории периодической системы, строятся функции состояния атома гелия для следующих за нулевым приближений теории возмущений. [12]
Пока оставим в стороне вопрос о причинах возникновения той или иной связи в атоме, а займемся правилами сложения орбитальных и спиновых моментов отдельных электронов, которые несколько отличаются от общих правил сложения моментов благодаря принципу Паули. Появляются некоторые дополнительные ограничения, связанные с тем, что в состоянии с данной четверкой квантовых чисел не может находиться больше одного электрона. [13]
Следовательно, в квантовой системе Ферми-частиц не может быть 2 ( или более) электронов, характеризуемых одной и той же четверкой квантовых чисел; существует корреляция между состояниями различных электронов, принадлежащих к одной системе. [14]
Данному главному квантовому числу отвечает 2п2 различных квантовых состояний с различными возможными значениями квантовых чисел /, nih / нч. Электроны находятся в тех же квантовых состояниях, что и в атоме водорода, и занимают в нормальном состоянии атома низшие энергетические состояния, разрешенные принципом Паули, который теперь формулируется так: в одном квантовом состоянии, определяющемся четверкой квантовых чисел п, I, mL, ms, может находиться не более одного электрона. [15]
Страницы: 1 2