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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 物理化学 » 求解类氢原子电子跃迁的问题
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zdstf

银虫 (小有名气)

[求助] 求解类氢原子电子跃迁的问题

类氢原子指的是是 Li Na K 这些对吧?

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1楼 2013-04-27 16:35:06
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jiagle

专家顾问 (知名作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
sddtc888: 回帖置顶 2013-05-05 09:46:04
sddtc888: 编辑内容 2013-05-05 09:56
sddtc888: 编辑内容 2013-05-05 09:59
sddtc888: 金币+1, 应助指数+1, 谢谢参与，欢迎常来！ 2013-05-05 10:02:02
sddtc888: 金币+3, ICEPI+1, 感谢应助，辛苦了！ 2013-05-05 10:04:38
sddtc888: 编辑内容 2013-05-05 14:59
sddtc888: 编辑内容 2013-05-05 15:05
zdstf: 金币+24, ★★★★★最佳答案, 谢谢大神 2013-05-05 17:44:28
首先“类氢原子”应该叫“类氢离子”更好，是原子核外只有一个电子的离子，且都为阳离子，如He(+)、Li(2+)、Be(3+)、B(4+)等。

接下来解决跃迁问题，跃迁遵循选择定则，而且根据原子（离子）中电子数的不同和是否考虑自旋又有多种表述形式，具体内容如下：
（1）原子（离子）中只含有一个电子，即为氢原子或类氢离子，且不考虑电子自旋，那么选择定则为：
1、跃迁前后轨道角量子数l之差等于±1（即Δl=±1）的跃迁是允许的；否则是跃迁禁阻（不允许跃迁）的。

（2）原子（离子）中只含有一个电子，即为氢原子或类氢离子，但考虑电子自旋，那么选择定则有两条，且两条定则需同时满足：
1、跃迁前后轨道角量子数l之差等于±1（即Δl=±1）的跃迁是允许的，否则是跃迁禁阻的；
2、跃迁前后总角量子数J之差等于0、±1（即ΔJ=0、±1）的跃迁是允许的，否则是跃迁禁阻的。

（3）原子（离子）中含有多个电子（2个及以上），此时多电子原子（离子）中电子的轨道角动量和自旋角动量会发生耦合，所以必须考虑电子自旋，且耦合有两种，一种叫LS耦合（适用于质量较轻的原子和离子），一种叫jj耦合（适用于质量较重的原子和离子），常用的是LS耦合，其选择定则有三条，且三条定则需同时满足：
1、跃迁前后总轨道角量子数L之差等于0、±1（即ΔL=0、±1）的跃迁是允许的，否则是跃迁禁阻的；
2、跃迁前后总自旋角量子数S之差等于0（即ΔS=0）的跃迁是允许的，否则是跃迁禁阻的；
3、跃迁前后总角量子数J之差等于0、±1（即ΔJ=0、±1，但J=0到J=0除外）的跃迁是允许的，否则是跃迁禁阻的；

PS：至于jj耦合，本身不常见，且选择定则比较复杂，这里就不说了。此外，注意体会轨道角量子数l、总轨道角量子数L、自旋角量子数s、总自旋角量子数S、总角量子数J之间的不同。

回到题目本身，考虑的是类氢离子，只有一个电子，且根据选项应该不用考虑自旋（考虑自旋的话选项的符号不是如题目表述的那样），考虑轨道角量子数l即可，轨道角量子数l之差值计算如下：
（A）0
（B）-1
（C）-1
（D）-1
（E）+1
所以禁阻的是A；允许的是B、C、D、E

具体参考书目：《原子物理学》禇圣麟 编，第四章 4.5节；第五章 5.5节

[ Last edited by sddtc888 on 2013-5-5 at 15:05 ]
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4楼2013-05-05 09:34:31
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普通回帖

zdstf

银虫 (小有名气)
是不是和电子跃迁旋律有关?
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2楼2013-05-01 09:45:47
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wangth0921

铁虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

★ ★
zdstf(houchenxmc代发): 金币+1 2013-05-05 09:09:12
houchenxmc: 回帖置顶 2013-05-05 09:09:14
sddtc888: 取消置顶 2013-05-05 09:45:58
sddtc888: 金币+1, 应助指数+1, 谢谢参与，欢迎常来！ 2013-05-05 10:02:45
好像每个跃迁都符合选择定理。
2p-->1s似乎不太可能，因为1s轨道已经含两个电子。但好像Auger电子谱就是测量外层电子跑到内层去的，当然内层电子需要先被电子碰撞或高能辐射激发出来。
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3楼2013-05-04 23:00:18
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jiagle

专家顾问 (知名作家)

【答案】应助回帖

sddtc888: 编辑内容 2013-05-05 13:09
sddtc888: 编辑内容 2013-05-05 13:17
引用回帖:
4楼: Originally posted by jiagle at 2013-05-05 09:34:31
首先“类氢原子”是原子核外只有一个电子的原子，其实都是阳离子，如He(+)、Li(2+)、Be(3+)、B(4+)等，都是类氢原子。
接下来解决跃迁问题，跃迁有一个选择定则，定则具体内容有两条：
1、轨道选择定则，跃迁前后 ...

！

[ Last edited by sddtc888 on 2013-5-5 at 13:17 ]
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5楼2013-05-05 10:40:08
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jiagle

专家顾问 (知名作家)
★
sddtc888: 金币+1, 谢谢参与，欢迎常来！ 2013-05-06 08:27:41
引用回帖:
3楼: Originally posted by wangth0921 at 2013-05-04 23:00:18
好像每个跃迁都符合选择定理。
2p-->1s似乎不太可能，因为1s轨道已经含两个电子。但好像Auger电子谱就是测量外层电子跑到内层去的，当然内层电子需要先被电子碰撞或高能辐射激发出来。

类氢原子只有1个电子，当电子在2p上时，2s是空的，所以2p-->1s是释放光子的允许跃迁。
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6楼2013-05-06 07:46:36
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