взаимодействие), то возможен другой набор квантовых чисел.
Электрон одновременно имеет орбитальный момент (квантовое число
) и спиновый момент s. Результирующий спиновый плюс орбитальный момент,
, имеет величину
а проекция на полярную ось имеет квантованные значения
где
принимает целочисленные значения
Таким образом для
спектроскопических обозначениях квантовое число полного момента атомного состояния записывается в виде индекса; так, состояние с главным квантовым числом
, обозначается как
.
При рассмотрении спин-орбитального расщепления соответствующим набором квантовых чисел является
Квантовые числа j и
всегда полуцелые.
Присваивая электронам квантовые состояния, характеризуемые четырьмя квантовыми числами
можно составить периодическую таблицу, в которой для любого атома никакие два электрона не могут иметь одинаковыми все четыре квантовых числа. Атомные Z электронов занимают нижние энергетические состояния, энергия которых определяется в первую очередь главным квантовым числом
и в меньшей степени орбитальным квантовым числом
, причем различие спиновых подсостояний
(без учета спин-орбитального расщепления) сказывается слабо. Заполнение электронных уровней в атоме часто выражают в терминах главных квантовых чисел,
, и исторически сложившихся обозначений для углового момента, где
соответствует буква s (от англ. sharp),
(от англ. principal),
(от англ. diffuse) и
(от англ. fundamental). Таким образом, Не имеет электронную конфигурацию
электрона в оболочке
, а неон — конфигурацию
электрона в оболочке
; 2 электрона в подоболочке
и 6 электронов в подоболочке
. В табл. 8.2 приведены атомные уровни, электронные оболочки и рентгеновские обозначения. При учете спин-орбитального взаимодействия оказывается, что оболочки
претерпевают еще одно расщепление, приводящее к конфигурациям типа
, где нижний индекс обозначает угловой момент
возникающий в результате сложения орбитального и спинового моментов. Расщепление
имеет величину 1,5 эВ для хлора и легко разрешается
Таблица 8.2. Соответствие атомных и ионных уровней энергии
стандартным рентгеновским спектрометром. Расщепление увеличивается с ростом Z. Электронные конфигурации атомов наряду с потенциалами ионизации (энергия, необходимая для удаления одного электрона из нейтрального атома) приведены в приложении 4, а энергии связи
— в приложении 5.