元素基态的确定

LS偶合能适用时,可用洪特提出的规则(1925)来预测任何构型所产生的能级次序:

(1)最大多重性的状态处于最低能级,因此电子尽可能地以自旋平行的方式单独占有等价轨道。

(2)对于给定的多重性,其L值最大的状态处于最低的能级。

(3)对于给定的SL,等价轨道组超过半充满时,J值最大的状态处于最低的能级,等价轨道组不到半充满时,J值最小的状态处于最低的能级。当等价轨道组正好半充满时,J等于S

前两条规则在化学上最重要,根据这两条规则立刻可以推出碳原子最低能态的次序是3P1D1S;故碳的基态是3P

碳后面一些元素的基态列于下表中。

原子序数为710元素的基态

 

电子构型

未成对电子

S

2S+1

L

J

光谱基态

N

1s22s22p3

3

3/2

4

0

3/2

4S3/2

O

1s22s22p4

2

1

3

1

2

3P2

F

1s22s22p5

1

1/2

2

1

3/2

2P3/2

Ne

1s22s22p6

0

0

1

0

0

1S0

 

原子中各同科电子组态的光谱项

组态 光谱项 独立状态数
ns2 1S 1
np,np5 2P 6
np2,np4 1S,1D,3P 15
np3 2P,2D,4S 20
nd,nd9 2D 10
nd2,nd8 1S,1D,1G,3P,3F 45
nd3,nd7 ----- -----
nd4,nd6 ----- -----
nd5 ----- -----