第五章原子的精细结构：电子自旋.doc

第五章 多电子原子：泡利原理一、学习要点1. 氦原子和碱土金属原子：氦原子光谱和能级（正氦（三重态）、仲氦（单态） 2. 重点掌握LS耦合,了解jj耦合 3.洪特定则、朗德间隔定则、泡利不相容原理；4.两个价电子原子的电偶极辐射跃迁选择定则；5元素周期律：元素周期表，玻尔解释 .6原子的电子壳层：主壳层：K O P Q 次壳层 （课本表72页）、次支壳层电子填充壳层的原则：泡利不相容原理、能量最小原理7原子基态的电子组态（P228表27.2）、莫塞莱定律二、基本练习（一）教材习题：杨书P255-256 ：52、54、55、58、59、511（二）第五章自测1选择题（从A、B、C和D中选一，在题号上打“”，每题2分，共64分）(1)关于氦原子光谱下列说法错误的是：A.第一激发态不能自发的跃迁到基态； B.1s2p 3P2,1,0能级是正常顺序；C.基态与第一激发态能量相差很大； D.三重态与单态之间没有跃迁(2)氦原子由状态1s2p 3P2,1,0向1s2s 3S1跃迁,可产生的谱线条数为：A.0； B.2； C.3； D.1(3)氦原子由状态1s3d 3D3,2,1向1s2p3P2,1,0跃迁时可产生的谱线条数为：A.3； B.4； C.6； D.5(4)氦原子有单态和三重态两套能级,从而它们产生的光谱特点是:A.单能级各线系皆为单线,三重能级各线皆为三线；B.单重能级各线系皆为双线,三重能级各线系皆为三线；C.单重能级各线系皆为单线,三重能级各线系皆为双线;D.单重能级各线系皆为单线,三重能级各线系较为复杂,不一定是三线.(5)下列原子状态中哪一个是氦原子的基态？A.1P1； B.3P1 ; C.3S1; D1S0;(6)氦原子的电子组态为n1pn2s,则可能的原子态：A.由于n不确定不能给出确定的J值,不能决定原子态； B.为n1pn2s 3D2,1,0和n1pn2s 1D1；C.由于违背泡利原理只存单态不存在三重态；D.为n1pn2s 3P2,1,0和n1pn2s 1P1. (7)氦原子有单态和三重态,但1s1s3S1并不存在,其原因是:A.因为自旋为1/2, 1=2=0 故J=1/2; B.泡利不相容原理限制了1s1s3S1的存在;C.因为三重态能量最低的是1s2s3S1; D.因为1s1s3S1和 1s2s3S1是简并态 (8)若某原子的两个价电子处于2s2p组态,利用LS耦合可得到其原子态的个数是：A.1； B.3; C.4; D.6.(9)4D3/2 态的轨道角动量的平方值是：A.-2 ; B.62; C.-2; D.2(10)一个p电子与一个s电子在LS耦合下可能有原子态为：A.3P0,1,2, 3S1 ; B .3P0,1,2 , 1S0; C.1P1 , 3P0,1,2 ; D.3S1 ,1P1(11)设原子的两个价电子是p电子和d电子,在耦合下可能的原子态有：A.4个 ； B.9个 ； C.12个 ； D.15个 ；(12)电子组态2p4d所形成的可能原子态有：A1P P F F； B. 1P 1D 1F 3P 3D 3F;C3F 1F; D.1S 1P 1D 3S 3P 3D. (13)铍（Be）原子若处于第一激发态,则其电子组态：A.2s2s； B.2s3p； C.1s2p; D.2s2p(14)若镁原子处于基态,它的电子组态应为：A2s2s B.2s2p C.3s3s D.3s3p (15)电子组态1s2p所构成的原子态应为:A1s2p1P1 , 1s2p3P2,1,0 B.1s2p1S0 ,1s2p3S1C1s2p1S0, 1s2p1P1 , 1s2p3S1 , 1s2p3P2,1,0; D.1s2p1S0,1s2p1P1(16)判断下列各谱项中那个谱项不可能存在:A.3F2; B.4P5/2; C.2F7/2; D.3D1/2(17)试判断原子态：1s1s3S1,1s2p3P2,1s2p1D1, 2s2p3P2中下列哪组是完全存在的？A. 1s1s3S1 1s2p3P2 2s2p3P2 B .1s2p3P2 1s2p1D1C. 1s2p3P2 2s2p3P2 D.1s1s3S1 2s2p3P2 1s2p1D1(18)在铍原子中,如果3D1,2,3对应的三能级可以分辨,当有2s3d3D1,2,3到2s2p3P2,1,0的跃迁中可产生几条光谱线？A6 B.3 C.2 D.9 (19)钙原子的能级应该有几重结构？A双重； B.一、三重； C.二、四重； D.单重（20）元素周期表中：A.同周期各元素的性质和同族元素的性质基本相同；B.同周期各元素的性质不同，同族各元素的性质基本相同C.同周期各元素的性质基本相同，同族各元素的性质不同D.同周期的各元素和同族的各元素性质都不同（21）当主量子数n=1,2,3,4,5,6时，用字母表示壳层依次为：A.K ； .；C.；D.；（22）下列哪一个元素其最外层电子具有最小电离能？.氟（）； .氖（）； .钠（）； .镁（）（23）在原子壳层结构中，当l，,时，如果用符号表示各次壳层，依次用下列字母表示：., .,.,.,（24）电子填充壳层时，下列说法不正确的是：.一个被填充得支壳层，所有的角动量为零； .一个支壳层被填满半数时，总轨道角动量为零；.必须是填满一个支壳层以后再开始填充另一个新支壳层；.一个壳层中按泡利原理容纳的电子数为n2(25)实际周期表对K.L.M.N.O.P主壳层所能填充的最大电子数依次为：.,； .,； .,； .,8, .（26）按泡利原理，主量子数n确定后可有多少个状态？.n2; .2(2 +1); .2j+1; .2n2(27)某个中性原子的电子组态是1s22s22p63s3p,此原子是：.处于激发态的碱金属原子；.处于基态的碱金属原子；.处于基态的碱土金属原子；.处于激发态的碱土金属原子；(28)氩（）原子基态的电子组态及原子态是：.1s22s22p63p 1S0; .1s22s22p6p63d8 3P0.1s22s22p63p6 1S0; . 1s22s22p63p43d2 2D1/2(29)某个中性原子的电子组态是1s22s22p63s3p5g1,此原子是： .处于激发态的碱土金属原子； .处于基态的碱土金属原子； .处于基态的碱金属原子； .处于激发态的碱金属原子 .(30)有一原子，n=1,2,3的壳层填满，4s支壳层也填满，4p支壳层填了一半，则该元素是：.Br(Z=35); .Rr(Z=36); .V(Z=23); .As(Z=33)(31)由电子壳层理论可知，不论有多少电子，只要它们都处在满壳层和满支壳层上，则其原子态就都是：.；.； .；.0.（32）氖原子的电子组态为1s22s22p6,根据壳层结构可以判断氖原子基态为：.； .； .； . .2简答题（共12分，每题各4分）（1）简要解释下列概念：泡利不相容原理、洪特定则、朗德间隔定则、能量最小原理、莫塞莱定律.（2）L-S耦合的某原子的激发态电子组态是2p3p，可能形成哪些原子态？若相应的能级顺序符合一般规律，应如何排列？并画出此原子由电子组态2p3p向2p3s可能产生的跃迁.（首都师大1998）（3）写出铍原子基态、第一激发态电子组态及相应光谱项.（1991中山大学）3计算题（共24分，每题各12分。要求写出必要的文字说明、计算公式和重要演算步骤。只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分。）（1）已知氦原子基态的电子组态是1s1s，若其中一个电