26. Главное, орбитальное и магнитное квантовые числа.

Главное квантовое число , согласно собственным значениям энергии ,

определяет энергетические уровни электрона в атоме и может принимать любые цел. Значения.

Из решения уравнения Шредингера вытекает, что момент импульса (механический орбитальный момент) электрона квантуется, т.е. не может быть произвольным, а принимает дискретные значения, определяемые формулой , где ‑ орбитальное квантовое число

, где ,‑ магнитное квантовое число, которое при заданном может принимать значения Таким образом, магнитное квантовое число определяет проекцию момента импульса электрона на заданное направление.

27. Спин электрона. Спиновое квантовое число.

При применении спектральных приборов с большой разрешающей способностью было доказано, что спектральные линии атома водорода обнаруживают тонкую структуру (являются дублетами) даже в отсутствие магнитного поля. Предположили, что электрон обладает собственным неуничтожимым механическим моментом импульса, не связанными с движением электрона в пространстве, ‑ спином.

Спин электрона (и всех других микрочастиц) ‑ квантовая величина, у нее нет классического аналога; это внутреннее неотъемлемое свойство электрона, подобное его заряду и массе.

Согласно общим выводам квантовой механики, спин квантуется по закону ,

где s ‑ спиновое квантовое число.

28. Ширина уровней.

Из возбужденного состояния атом может перейти спонтанно (самопроизвольно) в более низкое энергетическое состояние. Время , за которое число атомов, находящихся в данном возбужденном состоянии, уменьшается в e раз, называется временем жизни возбужденного состояния. Время жизни возбужденных состояний атомов имеет порядок с. Возможность спонтанных переходов указывает на то, что возбужденные состояния нельзя рассматривать как строго стационарные.

Неопределенность энергии связана со временем жизни состояния  соотношением . Следовательно, ширина уровня определяется выражением

29. Принцип Паули.

Принцип, согласно которому в системе одинаковых электронов любые два из них не могут одновременно находиться в одном и том же состоянии.

Напомним, что состояние электрона в атоме однозначно определяется набором четырех квантовых чисел: главного n ( ), орбитального l ( ), магнитного ( ), магнитного спинового

( ).

Формулировка: в одном и том же атоме не может быть более одного электрона с одинаковым набором четырех квантовых чисел n, l, , , т.е. или 1, где ‑ число электронов, находящихся в квантовом состоянии, описываемом набором четырех квантовых чисел: . Таким образом, принцип Паули утверждает, что два электрона, связанные в одном и том же атоме, различаются значениями по крайней мере одного квантового числа.

30. Структура энергетических уровней в многоэлектронных атомах.

Так как при данном n орбитальное квантовое число l может изменяться от 0 до , а каждому значению l соответствует различных значений , то число различных состояний, соответствующих данному n, равно .

Согласно этой формуле данному n соответствует различных состояний, отличающихся значениями l и . Квантовое число может принимать лишь два значения ( ). Поэтому максимальное число электронов, находящихся в состоянии, определяемых данным главным квантовым числом, равно .