§5.2具有两个价电子的原子态一、电子组态由于原子实总角动量和磁矩为0，因此原子态的形成，只需考虑价电子即可。电子组态：处于一定状态的若干个（价）电子的组合例：氦原子基态：1s1s第一激发态:1s2s镁原子基态:3s3s第一激发态:3s3p在氦和镁原子的能级图中，除基态外，所有能级都是一个电子留在最低态，另一个电子被激发所形成的。二、一种电子组态构成的不同原子态一种组态中的两个电子由于相互作用可以形成不同的原子态两个电子各自有轨道运动和自旋，每一种运动都产生磁场，因此对其它运动都有影响。四种运动将相互影响，可以形成六种相互作用：这六种耦合的强度不相等，一般情况下，较小，可以忽略.1、L-S耦合L-S耦合两个自旋运动合成一个总的自旋运动，两个自旋角动量s1和s2绕着总自旋角动量S旋进。（轻原子一般是L-S耦合）同样两个轨道角动量l1和l2也合成一个轨道总角动量L，两个轨道角动量绕着它旋进。然后S和L合成总角动量J，并绕着J旋进。（1）两个自旋角动量的耦合设s1和s2分别是自旋角动量量子数：它们耦合的总角动量的大小由量子数S
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示为：其量子数取值限定为：对于两个电子，就有两个可能的自旋角动量一般：具有偶数个价电子的原子，S为整数，能级为奇数层；具有奇数个价电子的原子，S为1/2的奇数倍，能级为偶数层。能级的重数：，即单重和三重两种。自旋平行的三重态自旋反平行的单态（2）两个轨道角动量的耦合设l1和l2分别是轨道角动量量子数：它们耦合的总角动量的大小由量子数L表示为：其量子数L取值限定为：对于两个电子，就有几个可能的轨道角动量l1>l2时，共有2l2+1个数值。当L>S时，每一对L和S共有2S+1个J值;当L
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3铍4Be基态电子组态：1s22s2形成1S0激发态电子组态：2s3p形成1P1，3P2，1，0中间还有2s2p和2s3s形成的能级，2s2p形成1P1，3P2，1，0；2s3s形成1S0，3S1右图是L-S耦合总能级和跃迁光谱图2s3p2s2p1S01P13P2,1,03S13P2,1,02s3s2s2p2s21S02s3s1P12s3p例3：利用j-j耦合，求3p4d态的原子态。2、j-j耦合如果G3和G4比G1和G2强，那么电子的自旋角动量和轨道角动量都绕各自总角动量pj旋进，然后两个电子的pj又合成原子的总角动量PJ。这种耦合称为j-j耦合。J-j耦合的矢量图解：仍有12个态，且j值与L-S耦合相同。j-j耦合的原子态表示为：例4：电子组态ps，在j-j耦合情况下，求可能的原子态。解：两个电子系统电子组态为psj1=1/2,3/2,j2=1/2s1=1/2,l1=1；s2=1/2,l2=0j1=1/2,j2=1/2时J=1,0j1=3/2,j2=1/2时J=2,1四个原子态表示为：其能级结构比较如下图。与L-S耦合的原子态1P1,3P2，1，0对比，两种耦合态的J值同，状态的数目相同。可见原子态的数目完全由电子组态决定。ps两个价电子p和s在jj耦合中形成的能级与L-S耦合的原子态1P1,3P2，1，0对比，两种耦合态的J值相同，状态的数目相同。可见原子态的数目完全由电子组态决定。能级间隔不同反映了几个相互作用强弱对比不同。L-S耦合和j-j耦合的对比和变化情况CSiGeSnPb2p2p3p3p4p4p5p5p6p6p2p3s3p4s4p5s5p6s6p7s原子能级的类型实质上是原子内部几种相互作用强弱不同的表现,L-S耦合和j-j耦合是两个极端情况,有些能级类型介于二者之间,j-j耦合一般出现在高激发态和较重的原子中。
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