Dərslik respublikanın universitetlərinin fizika fakültələrinin tələbələri üçün "Atom fizikası"
Download 18.1 Mb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- Ё118. Atomun elektron konfiqurasiyasının termlərə parçalanması
Шякил ν λ l=0 l=1 2 3 2 p 2 1 2 p 2 1 1s ν λ l=0 l=1 2 3 2 p 2 1 2 p 2 1 1s Шякил 5 4 10 23 , 2 10 3 , 5 6 , 121
⋅ = ⋅ = ∆ − λ λ
772
qədər olmalıdır. Hidrogen atomunun Layman seriyasının digər L β , L γ , L δ xətləri də analoji dublet quruluşuna malikdir. İkinci misal olaraq hidrogen atomunun Balmer seriyasında H α spektral xəttinin incə quruluşunu nəzərdən keçirək (şəkil 117.2). Baş kvant ədədinin n=2 qiymətinə 2s 1/2
, 2p 1/2
və 2p 3/2 halları (enerji səviyyələri) uyğun gəlir. (117.4) düsturuna görə hidrogen atomunda enerji l kvant ədədindən asılı olmadığı üçün, 2s 1/2
və 2p 1/2
hallarına enerjinin eyni bir qiyməti, yəni bir-biri ilə üst-üstə düşən iki səviyyədən ibarət olan bir dənə enerji səviyyəsi uyğun gəlir. Beləliklə, n=2 qiymətində iki dənə enerji səviyyəsi alınır ki, onlardan da biri bir-birinə qovuşmuş iki səviyyədən ibarətdir. Baş kvant ədədinin n=3 qiymətində 5 dənə 3s 1/2
, 3p 1/2
, 3p 3/2
, 3d 3/2
və 3d 5/2
halları alınır ki, bunlara da 3 dənə müxtəlif enerji səviyyəsi uyğun gəlir. Bu üç enerji səviyyəsindən biri (3d 5/2 ) sadə, digər ikisinin hər biri isə bir-birinə qovuşmuş iki səviyyədən (3s 1/2
, 3p 1/2
) və (3p 3/2
, 3d 3/2
) ibarətdir. H α xətti n=3 yuxarı enerji səviyyələrindən n=2 aşağı enerji səviyyələrinə kvant keçidləri nəticəsində yaranır. (117.5) və (117.6) seçmə qaydaları ilə yol verilən bu keçidlər, həm də onlara uyğun spektral xətlər və həmin xətlərin nisbi intensivliyi sxematik olaraq 117.2 şəklində verilmişdir. Beləliklə, Balmer seriyasının H α xətti və digər bütün H β , H γ , H δ ,… xətləri 5 komponentdən ibarətdir. Qələvi metal atomlarının və onlara oxşar olan ionların enerji səviyyələrinin və spektral xətlərinin incə quruluşunun meydana çıxmasında elektronun kütləsinin sürətdən asılılığı deyil, spin–orbital qarşılıqlı təsir əsas rol oynayır. Bu, onunla əlaqədardır ki, atomun z sıra nömrəsi artdıqca spin-orbital qarşılıqlı təsir nəticəsində parçalanma daha böyük olur. Ona görə də z-in böyük qiymətlərində elektronun kütləsinin sürətdən asılılığı nəticəsində enerji səviyyələrinin parçalanması, spin–orbital qarşılıqlı təsir nəticəsində parçalanma ilə müqayisədə nəzərə alınmayacaq dərəcədə kiçik olur. Qələvi metal atomlarının enerji səviyyələrinin incə quruluş səviyyələrinə parçalanması sxemi hidrogen atomundakına nisbətən xeyli sadədir. Belə ki, hidrogen atomunda l kvant ədədinə görə cırlaşmanın olması sayəsində bu mənzərə mürəkkəbləşmiş olur. Qələvi metal atomlarında bu cırlaşma aradan qalxır və enerji səviyyələrinin incə quruluş səviyyələrinə parçalanması qanunauyğunluğu aydın şəkildə təzahür edir. Misal olaraq natrium atomunun spektral seriyalarında (Ё100) xətlərin incə quruluşunu nəzərdən keçirək. Bu incə quruluşun mənşəyi sxematik olaraq 117.3 şəklindən aydın olur. Baş seriya yuxarıda yerləşən p–səviyyələrdən ən dərin 3s 1/2
səviyyəsinə keçidlər nəticəsində yaranır. 3s 1/2 səviyyəsi sadədir, p–səviyyələr isə ikiqatdır və özü də p– səviyyələrin komponentləri arasındakı məsafə, n baş kvant ədədi artdıqca, kiçilir. Məhz buna görə də baş seriyanın spektral xətləri də, ikiqat, yəni dublet olur. Hər bir dubletin komponentləri arasındakı məsafə onun nömrəsi, yəni tezliyi artdıqca kiçilir. Qeyd edək ki, normal (əsas) halda natrium atomları ən aşağı 3s 1/2 enerji səviyyəsində yerləşdiyi üçün baş seriya həm də udma spektrində alınır. Ən böyük intensivliyə malik olan spektral xətt 3p 1/2 →3s 1/2 və 3p 3/2 →3s 1/2 keçidləri nəticəsində alınan rezonans xəttidir, yəni natriumun sarı xəttidir. Bu keçidlərə λ 1 =589,6 nm və λ 2 =589,0 nm dalğa uzunluqları uyğun gəlir ki, bu dalğa uzunluqları arasındakı fərq də, göründüyü kimi, ∆ λ
2 4 3 p , 4 2 1
, 3
1 p 2 3 3 p , 3 2 1
, 5
1 s 2 3 1 p 2 3 3 p , 4 2 1
2 4
d , 4 2 5
, 3
1 p 2 3 p 3 , 3 2 3 d , 3 2 5
Лцылшт ыукшнф Ифж ыукшнф Вшаагя ыукшнф 2 4 3 p , 4 2 1
, 3
1 p 2 3 3 p , 3 2 1
2 4
p , 4 2 1
, 3
1 p 2 3 3 p , 3 2 1
, 5
1 s 2 3 1 p 2 3 3 p , 4 2 1
, 5
1 s 2 3 1 p 2 3 3 p , 4 2 1
2 4
d , 4 2 5
, 3
1 p 2 3 p 3 , 3 2 3 d , 3 2 5
2 4
d , 4 2 5
, 3
1 p 2 3 p 3 , 3 2 3 d , 3 2
773 5 d Лцылшт ыукшнф Ифж ыукшнф Вшаагя ыукшнф Шякил Qeyd edək ki, z sıra nömrəsi artdıqca qələvi metal atomlarının spektral xətlərinin parçalanması kəskin artır. Belə ki, məsələn, rubidiumun rezonans xətti λ 1
nm və λ 2 =780,0 nm dalğa uzunluğuna malik olan iki komponentdən ibarətdir və onlar arasındakı məsafə
∆ λ =14,8 nm-dir. Sezium üçün isə uyğun qiymətlər λ 1 =894,4 nm və λ 2 =852,1 nm, yəni
∆ λ =42,3 nm-dir. Belə parçalanmalar üçün "incə quruluş" anlayışı çox güman ki, yaxşı səslənmir. Kəskin seriyanın xətləri də həmçinin dubletdirlər. Çünki, həmin xətlər yuxarıda yerləşən sadə s–səviyyələrdən aşağıda yerləşən və 3p 1/2
və 3 p 3/2
alt səviyyələrindən ibarət olan ikiqat 3 p–səviyyəsinə keçidlər nəticəsində alınırlar. Ona görə də dublet xətlərinin komponentləri arasındakı məsafə bütün seriya üçün eynidir və özü də komponentlər kəskin xətlərdir. Kəskin seriya adı da məhz bu səbəbdən meydana çıxmışdır. Diffuz seriya yuxarıda yerləşən ikiqat (3 d 5/2
, 3 d 3/2
), (4 d 5/2
, 4 d 3/2
) və s. səviyyələrdən aşağıda yerləşən və həmçinin ikiqat olan (3 p 1/2
, 3 p 3/2
) səviyyəsinə keçidlər nəticəsində yaranır. Bu seriyanın spektral xətləri tripletdirlər, yəni hər bir xətt üç komponentdən ibarətdir. Çünki ∆j=2 olmaqla baş verəcək 3d 5/2 →3p 1/2 kimi keçidlər (117.6) seçmə qaydası ilə qadağan olunmuşdur. Müxtəlif
məsafələr p–səviyyələrin alt səviyyələri arasındakı məsafələrdən xeyli kiçikdir. Bu səbəbdən də tripletdə xətlər bir-birinə çox yaxın yerləşir və spektral cihazın ayırdetmə qabiliyyəti kifayət qədər olmadıqda tripletin komponentləri bir-birindən ayırd edilə bilmir, seriyanın xətləri yayılmış şəkildə alınır. Məhz bu da diffuz seriya adının meydana çıxmasına səbəb olmuşdur.
Ё118. Atomun elektron konfiqurasiyasının termlərə parçalanması Mərkəzi sahə yaxınlaşmasında atomda elektronlar nüvənin digər elektronlar tərəfindən ekranlaşdırılmış müəyyən effektiv mərkəzi sahəsində bir-birindən asılı olmayaraq hərəkət edirlər, yəni elektronlar arasında qarşılıqlı təsir nəzərə alınmır (Ё105). Ona görə də mərkəzi sahə yaxınlaşmasında atomun tam elektron enerjisi ayrı-ayrı elektronların enerjilərinin cəminə bərabər olur. Məsələn, karbon atomunun əsas halında elektron konfiqurasiyası 1
2 2 s 2 2 p 2 olduğundan tam elektron enerjisi E=2E 1s +2
2s +2
2p
olar. Deməli, elektron konfiqurasiyasının enerjisi elektronların m l və
m s kvant
ədədlərindən asılı deyildir, yəni bu kvant ədədlərinə görə cırlaşmışdır. Bu isə o deməkdir ki, enerjinin eyni bir qiymətinə (elektron konfiqurasiyasının enerjisinə) bir-birindən m l və
m s kvant ədədlərinin kombinasiyaları ilə fərqlənən bir neçə determinant dalğa funksiyası (Ё107) uyğun gəlir. Bir-birindən xətti asılı olmayan bu determinant dalğa funksiyalarının sayına elektron konfiqurasiyasının cırlaşma tərtibi deyilir. Qeyd edək ki, belə cırlaşma dolmamış (açıq) təbəqəli atomlar üçün mövcuddur. Qapalı təbəqəli atomların elektron konfiqurasiyasına bir dənə determinant dalğa funksiyası uyğun gəlir, yəni bu halda cırlaşma tərtibi 1-ə bərabərdir. Elektron konfiqurasiyasında bir dənə açıq təbəqə olduqda onun cırlaşma tərtibi
774
( ) ! ! ! 0 0 k N k N f − =
(118.2) kimi təyin olunur. Burada N 0 –açıq təbəqədə yerləşə biləcək elektronların maksimal sayı, k–bu açıq təbəqədə faktik mövcud olan elektronların sayıdır. Əgər baxılan elektron konfiqurasiyasında bir neçə açıq təbəqə vardırsa, onda bu konfiqurasiyanın cırlaşma tərtibi ayrı-ayrı açıq təbəqələr üçün (118.2) düsturu ilə hesablanmış cırlaşma tərtiblərinin hasilinə bərabər götürülür. Məsələn, karbon atomunun əsas halına uyğun elektron konfiqurasiyasında (1
2 2 s 2 2 p 2 ) bir dənə açıq təbəqə (2 p 2 ) vardır və bu təbəqə üçün N 0 =6, k=2 olduğundan həmin elektron konfiqurasiyasının cırlaşma tərtibi (118.2) düsturuna əsasən f=15 olur. Bu, o deməkdir ki, karbon atomunun əsas halının elektron konfiqurasiyasına (əsas halın enerjisinə) bir- birindən xətti asılı olmayan və dolmamış 2
2 təbəqəsində yerləşən iki elektronun m l =+1,0,-1; m s =+1/2,-1/2; m l '=+1,0,-1 və m s '=+1/2,-1/2 kvant ədədlərinin müxtəlif kombinasiyaları ilə bir-birindən fərqlənən 15 dənə determinant dalğa funksiyası uyğun gəlir. Bu determinant dalğa funksiyaları ümumi şəkildə (107.40) kimi təyin olunur. Lakin yazılışı sadələşdirmək məqsədilə (107.40) determinantını ( )( ) ( ) { }
! 1 2 2 1 1 2 2 1 1
N s l N N s l s l m m l n m m l n m m l n N U ⋅⋅ ⋅ = (118.3) kimi yazmaq olar. Elektron konfiqurasiyasına uyğun gələn müxtəlif determinant dalğa funksiyalarında dolmuş təbəqələrə uyğun sütunlar həmişə eyni qalır və bu determinantlər bir-birindən yalnız dolmamış təbəqələrə uyğun olan sütunlarla fərqlənir. Ona görə də (118.3) yazılışını bir qədər də sadələşdirərək, yalnız dolmamış elektron təbəqələrindəki (
) atom spin–orbitallarını göstərməklə kifayətlənmək olar. Beləliklə, karbon atomunun əsas halının elektron konfiqurasiyasına uyğun gələn determinant dalğa funksiyalarını ümumi şəkildə ( )
) { } 21
21 ' ' s l s l m m m m U ⋅⋅ ⋅ =
(118.4) kimi yazmaq olar. Bu determinantların ümumi sayı 36-dır. Lakin onlardan yalnız 15-i bir- birindən xətti asılı deyildir və Pauli prinsipinə uyğundur. Məhz buna görə də deyirik ki, baxılan elektron konfiqurasiyasının cırlaşma tərtibi 15-ə bərabərdir. Elektron konfiqurasiyasının yuxarıda göstərilən cırlaşması mərkəzi sahə yaxınlaşmasında özünü göstərir. Əgər elektronlar arasında mərkəzi sahə yaxınlaşmasında nəzərə alınmayan qalıq Kulon qarşılıqlı təsirini də nəzərə alsaq, onda elektron konfiqurasiyasına uyğun enerji səviyyəsi bir neçə alt səviyyəyə parçalanır, yəni elektron konfiqurasiyasının cırlaşması qismən aradan qalxır. Mərkəzi sahə yaxınlaşmasında
Hamilton operatoru (105.9) düsturu ilə, elektronlar arasındakı Kulon qarşılıqlı təsirin hamısını nəzərə aldıqda isə bu operator (105.1) ifadəsi ilə təyin olunur. Mərkəzi sahə yaxınlaşmasında hər bir i-ci elektron üçün orbital və 0 ˆ
i l r
sr spin momenti, spin–orbital qarşılıqlı təsirini nəzərə aldıqda isə
tam momenti saxlanır və əvvəlki paraqraflarda göstərildiyi kimi, bu momentlər, uyğun olaraq, l, s və j kvant ədədləri ilə xarakterizə olunur. Lakin elektronlar arasında qalıq Kulon qarşılıqlı təsirini nəzərə aldıqda hər bir elektron üçün orbital impuls momenti saxlanmır, çünki bu halda elektronun hərəkətinin baş verdiyi xarici sahə
r r r + = i l r
775 mərkəzi sahə deyildir. Lakin (105.1) Hamilton operatoru atomun nüvəsindən keçən ixtiyari ox ətrafında ixtiyari bucaq qədər fırlanma əməliyyatına nəzərən invariant olduğundan, belə nəticəyə gəlmək olar ki, bütövlükdə atom üçün fəza izotropudur. Bu isə o deməkdir ki, elektronlar arasında Kulon qarşılıqlı təsirini tam nəzərə aldıqda elektronların hər birinin
r orbital impuls momenti saxlanmasa da, bu i l r momentlərinin cəmi, yəni atomun tam orbital momenti və bu tam orbital momentin üstün istiqamət üzrə proyeksiyası saxlanan kəmiyyətlər olmalıdır. Bu saxlanan kəmiyyətlər, uyğun olaraq, atomun tam orbital impuls momentinin kvadratı operatoru və bu momentin üstün istiqamət üzrə proyeksiyası operatoru ilə xarakterizə olunur. Bu saxlanan kəmiyyətlər, yəni və
operatorlarının məxsusi qiymətləri isə, uyğun olaraq, L və M 2 ˆL z Lˆ 2 ˆL z Lˆ L kvant
ədədləri ilə təyin olunur. Aydındır ki, və
operatorları (105.1) Hamilton operatoru ilə kommutativ olmalıdır: 2 ˆL z Lˆ H L L H ˆ ˆ ˆ ˆ 2 2 = ,
(118.5) H L L H z z ˆ ˆ ˆ ˆ =
(118.6) (105.1) Hamilton operatorunun ifadəsinə spin dəyişənləri daxil olmadığından, atomdakı elektronların tam spininin kvadratı operatoru və bu tam spinin üstün istiqamət üzrə proyeksiyası operatoru də
operatoru ilə kommutativ olmalıdır: 2 ˆS z Sˆ Hˆ H S S H ˆ ˆ ˆ ˆ 2 2 = ,
(118.7) H S S H z z ˆ ˆ ˆ ˆ =
(118.8) Ona görə də S 2 və S z kəmiyyətləri də saxlanır və bu saxlanan kəmiyyətlər, yəni və
S və M 2 ˆS z Sˆ S kvant ədədləri ilə xarakterizə olunurlar. Yuxarıda deyilənlərə əsasən belə nəticəyə gəlmək olar ki, mərkəzi sahə yaxınlaşmasında qalıq Kulon qarşılıqlı təsirini də nəzərə aldıqda atomun halı
,
S
kvant ədədləri ilə xarakterizə olunur. Onda atomun tam dalğa funksiyasını kimi işarə etmək olar. Yuxarıda deyilənlərə əsasən aydın olur ki, atomun dalğa funksiyası ümumiyyətlə, (107.40) kimi determinant dalğa funksiyalarının xətti kombinasiyası şəklində göstərilə bilər. LS M M S L Ψ
M M S L Ψ 2 2 ˆ , ˆ , ˆ , ˆ
L L H z və
operatorları bir-biri ilə kommutativ olduğu üçün dalğa
funksiyası bu operatorların hamısının məxsusi funksiyası olmalıdır, yəni aşağıdakı tənliklər ödənməlidir: z Sˆ LS M M S L Ψ
M M LS LS M M S L S L E H Ψ = Ψ ˆ , (118.9) ( ) LS M M LS M M S L S L L L L Ψ + = Ψ 1 ˆ 2 2 h , (118.10) LS M M L LS M M z S L S L M L Ψ = Ψ h ˆ , (118.11)
776
( )
M M LS M M S L S L S S S Ψ + = Ψ 1 ˆ 2 2 h ,
(118.12) LS M M S LS M M z S L S L M S Ψ = Ψ h ˆ . (118.13) Burada
–bu momentin üstün istiqamət üzrə proyeksiyasını,
–bu spin momentinin üstün istiqamət üzrə proyeksiyasını təyin edən kvant ədədləridir. Qeyd edək ki, atomun tam orbital momenti və tam spin momenti tapıldıqda qapalı təbəqələr üçün bu momentlər sıfra bərabər götürülməli və yalnız açıq təbəqələrdəki elektronların orbital və spin momentləri toplanmalıdır (bax: Ё119). L və S kvant ədədlərinin verilmiş qiymətində M L və
M S kvant ədədləri, uyğun olaraq, aşağıdakı 2 L+1 və 2
S+1 sayda qiymətlər alır: M L =-
M S =-
Elektronlar arasında qalıq qarşılıqlı təsiri nəzərə aldıqda atomun tam elektron enerjisi
və
M S kvant ədədlərindən asılı olmayıb, yalnız L və S kvant ədədlərindən asılı olur: E LS /bax: (118.9)/. Bu isə o deməkdir ki, atomun bir-birindən M L və
M S kvant ədədləri ilə fərqlənən (2
qiymətinə uyğun gəlir. L və S kvant ədədlərinin verilmiş qiymətində eyni bir enerjiyə malik olan bu (2 L+1)(2S+1) sayda hallar çoxluğuna baxılan atomun termi deyilir. Atomların termləri L kvant ədədinin aldığı qiymətlərə uyğun olaraq latın əlifbasının baş hərfləri ilə aşağıdakı kimi işarə olunur: L = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
(118.14) S, P, D, F, G, H, I, K, L, M, N, O, Q, R, T Burada, əlbəttə, tam spin momentini xarakterizə edən S kvant ədədi ilə L=0 qiymətinə uyğun olan termin S işarəsini qarışıq salmaq lazım deyildir. Atomların termləri ümumi şəkildə 2S+1
1
1
3
Termin işarəsində sol tərəfdə yuxarı indeks kimi göstərilən χ =2 S+1 kəmiyyəti bu termin multipletliyi adlanır. χ -nın bəzi qiymətlərinə uyğun olaraq multipletliyin adı Ё117-də göstərilmişdir. Termin multipletliyi xarici maqnit sahəsində (məsələn, spin–orbital qarşılıqlı təsiri nəzərə aldıqda) bu termin parçalana biləcəyi alt səviyyələrin (alt termlərin) sayını göstərir. Doğrudan da atomun tam spin maqnit momentinin xarici maqnit sahəsi ilə qarşılıqlı təsirinin enerjisi tam spinin fəzada necə yönəlməsindən asılıdır. S kvant ədədinin verilmiş qiymətində isə tam spin maqnit momentinin xarici maqnit sahəsində 2
Misal olaraq karbon atomunun əsas halının elektron konfiqurasiyasının (1 s 2 2 s 2 2 p 2 ) parçalanmasından alınan termlərə baxaq. Atomun tam orbital və tam spin momentinin tapılması qaydasına əsasən (Ё119) müəyyən edilmişdir ki, karbon atomunun əsas halı üçün
1
3
1
3
1
3
3
1
3
termləri Pauli prinsipinə görə qadağan olunmuşdur. Beləliklə, elektronlar arasında qalıq qarşılıqlı təsiri nəzərə aldıqda karbon atomunun əsas halının elektron konfiqurasiyası 1
1
3
777 (xatırlayaq ki, onun cırlaşma tərtibi 15-ə bərabərdir) qismən aradan qalxır. Elektron konfiqurasiyasından alınmış termlərin hər biri də öz növbəsində (2 S+1)(2L+1) tərtibdən cırlaşmış olur. Məsələn, 3
1
1
kimidir: f( 3
⋅3=9,
1
⋅5=5,
1
⋅1=1. Deməli,
1 S term cırlaşmamışdır, 1
3
5 və 9-dur. Fikir versək görərik ki, bu termlərin cırlaşma tərtiblərinin cəmi elektron konfiqurasiyasının cırlaşma tərtibinə bərabərdir. Termlərin multiplet, yəni 2 S+1 tərtibdən cırlaşmasını aradan qaldırmaq üçün atomun tam orbital maqnit momenti ilə tam spin maqnit momenti arasında qarşılıqlı təsiri nəzərə almaq lazımdır. Bu məqsədlə atomun tam mexaniki momenti anlayışından istifadə edilir. Atomun L r tam orbital momenti ilə S r tam spin momentinin həndəsi cəminə atomun J r
S L J r r r + = .
(118.15) Atomun J r tam mexaniki momenti daxili (və ya tam) kvant ədədi J ilə xarakterizə olunur: ( ) 1 + = J J J h r
(118.16) Vektor modelinə görə (Ё115) J kvant ədədinin mümkün olan qiymətləri S L J S L + ≤ ≤ −
(118.17) kimi təyin olunur. Məsələn, karbon atomunun əsas halının elektron konfiqurasiyasından alınan termlər üçün J kvant ədədi aşağıdakı qiymətləri alır:
3 P L=1, S=1; 0 ≤J≤2, J=0,1,2;
1 D L=2, S=0; 2 ≤J≤2, J=2;
1 S L=0, S=0; 0 ≤J≤0, J=0. Bu, o deməkdir ki, spin-orbital qarşılıqlı təsiri nəzərə aldıqda 3
səviyyəyə parçalanır, yəni bu termin multiplet cırlaşması tam aradan qalxır. Spin-orbital qarşılıqlı təsir nəticəsində termlərin alt səviyyələrə parçalanması termlərin incə quruluşu adlanır. İncə quruluş səviyyələrini (termlərini) işarə etmək üçün termin 2S+1
işarəsinin sağ tərəfində aşağı indeks kimi J daxili kvant ədədini yazmaq qəbul olunmuşdur. 2S+1
3
0 ,
P 1 , 3 P 2 , 1 D 2 , 1 S 0 kimi işarə olunur. Qeyd edək ki, atomun J r tam mexaniki momenti fəzada M J kvant ədədi ilə xarakterizə edilən 2
kvant ədədi, M J isə J r tam momentin üstün istiqamət üzrə J z proyeksiyasını təyin edən maqnit kvant ədədidir.
kvant ədədi aşağıdakı kimi 2
=-
(118.17)
778 Bu isə o deməkdir ki, spin-orbital qarşılıqlı təsirin nəzərə alınması nəticəsində termlərin cırlaşması tamamilə aradan qalxmır və M J kvant ədədinə görə cırlaşma qalır. Məsələn, karbon atomunun əsas halından alınan 3
2 termi üçün M J kvant ədədinə görə cırlaşma tərtibi 5 (
=-2,-1,0,1,2), 3
1 termi üçün 3, 3 P 0 termi üçün 1, 1 D 2 termi üçün 5 və 1 S 0
termi üçün isə 1-dir. Bu cırlaşma tərtiblərinin cəmi isə 15-ə, yəni karbon atomunun əsas halının elektron konfiqurasiyasının cırlaşma tərtibinə bərabərdir. Qeyd edək ki, termlərin
kvant ədədinə görə cırlaşması nüvənin maqnit sahəsinin (əgər o, sıfırdan fərqlidirsə) və ya xarici maqnit sahəsinin təsiri nəticəsində tamamilə aradan qalxa bilər. Yəni xarici maqnit sahəsinin təsiri nəticəsində 2S+1
termi 2
J+1 sayda alt səviyyəyə parçalanır ki, bu da termlərin ifrat incə quruluşu adlanır. Yuxarıda deyilənlərdən aydın olur ki, mərkəzi sahə yaxınlaşmasında atomun elektron konfiqurasiyası, qalıq qarşılıqlı təsirin nəzərə alınması nəticəsində atomun termləri, spin- orbital qarşılıqlı təsir nəticəsində termlərin incə quruluşu və nəhayət, xarici maqnit sahəsinin təsiri nəticəsində termlərin ifrat incə quruluşu alınır. Bu mənzərə sxematik olaraq 118.1 şəklində göstərilmişdir. Elektron konfiqurasiyasının parçalanmasından alınan termlərin yerləşməsi ardıcıllığı aşağıda göstərilən Hund qaydaları ilə müəyyən edilir: 1.
Atomun elektron konfiqurasiyasının parçalanmasından alınan termlər içərisində multipletliyi böyük olan term daha kiçik enerjiyə malikdir. 2.
L kvant ədədinin böyük qiymətinə uyğun olan term daha kiçik enerjiyə malikdir. 3.
J kvant ədədinin kiçik qiymətinə, yarıdan çox dolmuşdursa, J kvant ədədinin böyük qiymətinə uyğun olan term daha kiçik enerjiyə malikdir. 118.1 şəklində karbon atomunun əsas halının elektron konfiqurasiyasından alınan termlərin yerləşməsi ardıcıllığı, Hund qaydalarına müvafiq surətdə, sxematik olaraq göstərilmişdir. Atomun verilmiş elektron konfiqurasiyası üçün bir neçə term ola bilər. Bu termlərin enerjiyə görə yerləşməsi ardıcıllığı Hundun təcrübi faktlar əsasında tapdığı və yuxarıda göstərilən qaydalara əsasən müəyyən olunur. Atomun minimal enerjiyə uyğun olan termi onun baxılan elektron konfiqurasiyasının əsas termi adlanır. Bir çox hallarda atomun verilmiş elektron konfiqurasiyasının heç də bütün termlərini deyil, yalnız əsas termini bilmək lazım gəlir. Atomun əsas termini tapmaq üçün aşağıdakı qaydalardan istifadə etmək lazımdır. 2 2
2 2 1 p s s S 0
D 1 2 1 D P 3 0 3 P 1 3 P 2 3 P 2 1 0 -1 -2 2 1 0 -2 -1 1 0 -1 0 2 2 2 2 2 1 p s s 1 1 M j 0
0
1 2 1 D P 3 0 3 P 1 3 P 2 3 P 2 1 0 -1 -2 2 1 0 -2 -1 1 0 -1 0 1 1
j 0
779 Download 18.1 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling