元素基态的确定
当L—S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S和L,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3P,1D,1S;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7—10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 | ----- | ----- |