Спин электрона Принцип тождественности одинаковых частиц Опыты Штерна и Герлаха Распределение электронов по энергетическим уровням атома МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА АТОМОВ Эффект Зеемана Заключение

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА АТОМОВ v z R L PmPm Связь магнитного момента с орбитальным механическим моментом - гиромагнитное отношение I

Вырожденные состояния E n = 1 l = 0 n = 2 l = 0, 1 n = 1 l = 0 n = 2 E l = 0 l = 1 В многоэлектронных атомах происходит снятие вырождения по квантовому числу l.

Атом в магнитном поле v L PmPm B, z

ЭФФЕКТ ЗЕЕМАНА 0 E n = 1 n = 2 l = 0, m l = 0 l = 1, m l = 0, ±1 l = 0, m l = 0 m l = +1 m l = 0 m l = -1 n = 2 n = 1 E l = 1 l = 0, m l = B = 0 B 1 Тл Триплет

n = 2 n = 1 E m l = 0 l = 0 m l = +1 m l = 0 m l = -1 m l = 0 l = 0 l = 1 l = ± 1 m l = 0,± 1 Правила отбора Разрешенные переходы электронов в атоме

СПИН ЭЛЕКТРОНА

F ОПЫТЫ ШТЕРНА-ГЕРЛАХА N S l = 0 m l = 0 B PmPm B PmPm F zNa P m = 0

s - спиновое квантовое число всего состояний магнитное спиновое квантовое число

кратность вырождения n = 1, 2, 3, ….… – главное квантовое число l = 0, 1, 2…., n 1 – азимутальное m l = 0, 1, 2, …, l – магнитное Правила отбора n = 1, 2, 3, …. l = 1 m l = 0, 1 m s = 0 Квантовые числа

ПРИНЦИП НЕРАЗЛИЧИМОСТИ ОДИНАКОВЫХ ЧАСТИЦ. ПРИНЦИП ПАУЛИ Макрочастицы Микрочастицы t 1 t ? Одинаковые частицы неразличимы (тождественны) В системе одинаковых частиц реализуются только такие состояния, которые не меняются при перестановке местами двух любых частиц

dVdV dVdV 0 Система из двух частиц описывается волновой функцией Если переставить частицы местами, состояние не изменится Отсюда две возможности: - симметричная волновая функция - антисимметричная волновая функция

Микрочастицы делятся на два класса БОЗОНЫ – описываются симметричными функциями имеют целочисленный спин: ФЕРМИОНЫ – описываются антисимметричными функциями имеют полуцелый спин: 0

ПРИНЦИП ПАУЛИ В системе тождественных фермионов не может быть двух частиц, находящихся в одном и том же состоянии В атоме не может быть двух электронов, характеризующихся одинаковой четверкой квантовых чисел

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ ПО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ УРОВНЯМ АТОМА 1. Принцип запрета Паули m s = 1/2 в квантовом состоянии (n, l, m l ) может находиться не более двух электронов 2. Принцип наименьшей энергии n оболочка K LMNO l подоболочкаspdfg

Оболочка nlmlml msms Подоболочка Число электронов K1001s1s22 L2 002s p2p 6 M s p d 10 Возможные состояния электрона в атоме

Z = 1Hn = 1, l = 0, m l = 01s 1 Z = 2He1s 2 Z = 3Li 1s 2 2s 1 Z = 4Be 1s 2 2s 2 Z = 10Ne 1s 2 2s 2 2p 6 Структура электронных оболочек атомов