光谱选律的四个例题详解
在工科类的材料现代分析方法教材中,光谱选律是很难掌握的内容之一。但又是光谱分析的主要基本理论。现以判断四条可能的特征谱线是否满足光谱旋律的形式加深理解(以S’表示总自旋量子数,以S表示L=0)。
1 31S0-31P1:
31S0:n=3,L=0,J=0,若S’›L,由 M=2L+1=1得 L=0。
由 J=L+ S’=0 得S’=0
由J=L+S-1=0 得S’=1
由J=L+S-2=0 得S’=2
……
由J=L+ S’-n=0 得S’=n
S’取值不收敛,舍去。
若S’≤L,由 M=2 S’+1=1得S’=0。
31P1:n=3,L=1,J=1,若S’›L,由 M=2L+1=1得 L=0。不合题意,舍去。
若S’≤L,由 M=2 S’+1=1得S’=0。
于是:Δn=0,ΔL=1,ΔJ=1,ΔS’=0,此跃迁不禁阻。
* 由于L=1,S’=0,因此J取1(L+ S’)和0(L+ S’-1)两个值,表明31P1是光谱项31PJ的一个光谱支项,很明显,31S0-31P0是禁阻的(J=0时,ΔJ=0的跃迁是禁阻的)。
2 31S0-31D2:
31S0:n=3,L=0,J=0。
31D2:n=3,L=2,J=2。
因ΔJ=2,此跃迁禁阻。
3 33P2-33D3:
33P2:n=3,L=1,J=2,若S’›L,由 M=2L+1=3得 L=1。
由 J=L+ S’=2 得S’=1
由J=L+ S’-1=2 得S’=2
由J=L+ S’-2=2 得S’=3
……
由J=L+ S’-n=2 得S’=n+1
S’取值不收敛,舍去。
若S’≤L,由 M=2 S’+1=3得S’=1。
33D3:n=3,L=2,J=3,若S’›L,由 M=2L+1=3得 L=1,不合题意,舍去。
若S’≤L,由 M=2 S’+1=3得S’=1。
于是:Δn=0,ΔL=1,ΔJ=1,ΔS’=0,此跃迁不禁阻。
* 由于L=1,S’=1,因此J取2(L+ S’),1(L+ S’-1)和0(L+ S’-2)三个值,表明33P2是光谱项33PJ的一个光谱支项,同理,33D3是33DJ的一个光谱支项。
4 43S1-43P1:
43S1:n=4,L=0,J=1,若S’›L,由 M=2L+1=3得 L=1,不合题意,舍去。
若S’≤L,由 M=2 S’+1=3得S’=1〉L, 不合题意。
* S轨道只有一条,只能容纳一个电子或自旋相反的两个电子。因此S只取0或1/2。此题有误。
由以上四例可以看出:
1 由于一个光谱项nMSJ可能有多个光谱支项,用光谱项表示的可能产生的特征谱线就包含多条,其中可能有不满足光谱选律的,当然就因禁阻而不发生跃迁。因此M小于或等于两个对应光谱项的所有支项的组合数。
2 用两个光谱支项表示的特征谱线是一条特定谱线,满足光谱选律则谱线存在,否则跃迁禁阻。
3 由于L=0和电子总自旋量子数都用S表示,因此一定要注意区别,不要把两者搞混了。
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/9c3243ec81c758f5f61f67e8.html
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