如何确定原子的光谱项和基谱支项？

Question

如题所述

Answer 1

能量最低的光谱项称为基谱项，能量最低的光谱支项称为基谱支项。原子的基谱项与基谱支项可由洪特规则确定，以下是求基谱项与基谱支项的简单方法：
(1) 在不违反Pauli原理前提下，将电子填入轨道，首先使每个电子ms尽可能大，其次使m也尽可能大；
(2) 求出所有电子的ms之和作为S，m之和作为L；
(3) 对少于半充满者，取J=L-S；对多于半充满者，取J=L+S。

如S原子，外层16个电子，电子排布为1s2 2s2 2p6 3s2 3p4，其中1s2 2s2 2p6 3s2 全充满，不计入光谱项。对于3p4四个电子，如下状态ms、m尽可能大：
n=3, l=1, m=1, ms=1/2；
n=3, l=1, m=1, ms=－1/2；
n=3, l=1, m=0, ms=1/2；
n=3, l=1, m=－1, ms=1/2。
则S＝1/2－1/2+1/2+1/2＝1，L＝1+1+0－1＝1。则基谱项为3P（3为左上角标）。
4个电子多于半充满，取J=L+S＝1+1=2。故基谱支项为3P2（3为左上角标，2为右下角标）。

再如V原子，23个电子，电子排布为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2，基中1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2全充满，不计入光谱项。对于3d3三个电子，如下状态ms、m尽可能大：
n=3, l=2, m=2, ms=1/2；
n=3, l=2, m=1, ms=1/2；
n=3, l=2, m=0, ms=1/2。
则S＝1/2+1/2+1/2＝3/2，L＝2+1+0＝3。故基谱项为4F（4为左上角标）。
3个电子少于半充满，取J=L-S＝3－3/2＝3/2，故基谱支项为4F3/2（4为左上角标，3/2为右下角标）。