Глава 3. ИЗЛУЧЕНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ АТОМАМИ И МОЛЕКУЛАМИ
§ 14. АТОМНЫЕ И МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СПЕКТРЫ ИЗЛУЧЕНИЯ; СПОСОБЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ
КВАНТОВЫЕ ЧИСЛА
Различные состояния сложных атомов (как изолированных, так и помещенных во внешнее магнитное поле) характеризуются, как и у атома водорода, четырьмя квантовыми числами. Однако в отличие от чисел
применяемых для нумерации состояний идеализированного атома водорода (модель
более удобной оказывается другая совокупность квантовых чисел:
1) главное квантовое число
, как и в атоме водорода, определяет энергетический уровень
который, однако, состоит из некоторого набора близко расположенных друг к другу энергетических подуровней. Главное квантовое число имеет значения
2) орбитальное квантовое число I учитывает дискретные значения момента импульса
электронной орбиты
В частности, при
этот момент отсутствует, так как в этом состоянии вероятность нахождения электрона в атоме имеет сферическую симметрию и понятие орбиты теряет смысл. Для заданного числа
орбитальное квантовое число принимает значения
3) внутреннее квантовое число
выражает дискретные значения суммарного
момента импульса электронной орбиты
и самого электрона (спина). Так как при данном
спин электрона
может иметь только две возможные ориентации (параллельно и антипараллельно направлению
то
и поэтому третье квантовое число имеет только два различных значения:
Для
суммарный момент импульса будет состоять только из спина электрона; в этом случае взаимная ориентация векторов
теряет смысл и поэтому
имеет только одно значение, равное 1/2;
4) магнитное квантовое число
учитывает пространственное квантование состояний атома во внешнем магнитном поле
Полный вектор момента импульса атома
может иметь только определенные проекции на направление поля: от
(соответствующего параллельности
до
(соответствующего антипараллельности этих векторов); промежуточные значения этой проекции отличаются на
поэтому четвертое квантовое число имеет значения:
причем для каждого из двух значений:
должен быть составлен отдельный набор значений
(важная роль внешнего магнитного поля объясняется тем, что и орбиты электронов и сами электроны имеют магнитные моменты, пропорциональные соответствующим моментам импульсов
и поэтому взаимодействуют с внешним полем.
Приведем таблицу различных значений квантовых чисел для
и 3:
(см. скан)