10.6 Задачі для самостійної роботи

Задача 1. Запишіть квантові числа, що визначають зовнішній, або валентний, електрон в основному стані атома натрію.

Відповідь: ;;;.

Задача 2. Яку групу електронів в атомі називають оболонкою, підоболонкою? Визначити максимально можливе число електронів на оболонці та підоболонці.

Відповідь: Для підоболонки =; для оболонки=.

Задача 3. Визначити можливі значення повних механічних моментів електронних оболонок атома в станах та.

Відповідь: ;;;

; ;;; 0.

Задача 4. Визначити можливу мультиплетність терма .

Відповідь: .

Задача 5. Мультиплетність - стану дорівнює п’яти. Напишіть терми, які визначають цей стан.

Відповідь: ;;;;.

Задача 6. Які з термів ;;;;;;записані неправильно?

Відповідь: Перший, другий, третій, четвертий, шостий.

Задача 7. Записати символ терма, що відповідає стану, для якого механічний момент атома дорівнює , магнітний момент – нулю, а спінове квантове число.

Відповідь: .

Задача 8. Атом перебуває в стані, мультиплетність якого дорівнює чотирьом, механічний момент . Які значення може мати квантове числодля цього стану?

Відповідь: .

Задача 9. Чому дорівнює повний механічний момент атома, якщо магнітний момент дорівнює нулю, а орбітальне та спінове квантові числа мають значення;.

Відповідь: .

Задача 10. Електронна оболонка атома складається з -.- та- електронів. Записати символ терма для стану, в якому атом має мінімальний для даної конфігурації повний механічний момент.

Відповідь: .

Задача 11. Визначити кратність виродження - стану атома літія. Який фізичний зміст цієї величини?

Відповідь: .

Задача 12. Записати спектральний символ терма, кратність виродження якого дорівнює семи, а квантові числа тазв’язані співвідношенням.

Відповідь: .

Задача 13. У якого елемента заповнені ,- та- оболонки,- підоболонка та наполовину- підоболонка?

Відповідь: .

Задача 14. Визначити, які з переходів заборонено правилами відбору: ;;;.

Відповідь: Другий та третій.

Задача 15. У випадку чотирьох еквівалентних - електронів принципу Паулі не суперечать терми;;;;. Який з них є основним?

Відповідь: .

Задача 16. - терм складається з п’яти компонентів. Якою може бути мультиплетність цього терма?

Відповідь: .

Задача 17. Чому дорівнює квадрат орбітального моменту імпульсу електрона в станах;?

Відповідь: ;.

Задача 18. Стан атома характеризується квантовими числами та, що дорівнюютьта;та. Знайти можливі значення квантового числа.

Відповідь: ;.

Задача 19. Зі скількох компонентів складаються терми ;;;;?

Відповідь: 1) – з одного; 2) – з одного; 3) – з двох; 4) – з трьох; 5) – з п’яти.

Задача 20. Обчислити повну енергію, орбітальний момент імпульсу та магнітний момент електрона, що знаходиться в -стані в атомі водню.

Відповідь: –3,4 еВ; 1,510^-34 Джс; 1,3110^-23 Дж/Тл.

Задача 21. Визначити скільки різних хвильових функцій відповідає головному квантовому числу .

Відповідь: 9.

Задача 22. Хвильова функція, що описує -стан електрона в атомі водню має вигляд, де– відстань електрона від ядра,– перший боровський радіус. Визначте нормовану хвильову функцію, що відповідає цьому стану.

Відповідь:.

Задача 23. Атом перебуває в стані, мультиплетність якого дорівнює трьом, а повний механічний момент . Яким буде квантове числодля цього стану?

Відповідь: .

Задача 24. - електрон, що поглинув фотон з енергією 12,1 еВ, перейшов у збуджений стан з максимально можливим орбітальним квантовим числом. Визначити зміну моменту імпульсу орбітального руху електрона .

Відповідь: =Дж·с.

Задача 25. Заповненій електронній оболонці відповідає головне квантове число . Визначити число електронів на цій оболонці, що мають однакові квантові числа : 1); 2); 3).

Відповідь: 1) 9; 2) 6; 3) 2.

Задача 26. Деякий атом, окрім заповнених оболонок, має три електрони (-,- ,-) та перебуває в стані з максимально можливим механічним моментом. Знайти у векторній моделі атома кут між спіновим і повним механічним моментом атома.

Відповідь: .

Задача 27. Атом перебуває в стані, для якого спінове квантове число дорівнює , а повний механічний момент. Для векторної моделі кут між спіновим та повним механічним моментом дорівнює. Записати спектральний символ терма цього стану.

Відповідь: .

Задача 28. Нормована хвильова функція, що описує -стан електрона в атомі водню, має вигляд, де– перший боровський радіус. Визначте відстань електрона від ядра, на якій він може знаходитись з найбільшою ймовірністю.

Відповідь: пм.

Задача 29. Враховуючи, що нормована хвильова функція, що описує основний стан електрона в атомі водню має вигляд , знайти середню відстаньелектрона від ядра.

Відповідь: .

Задача 30. Нормована хвильова функція, що описує -стан електрона в атомі водню має вигляд. Визначте середню потенціальну енергію електрона в полі ядра.

Відповідь: .