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)