Bài giảng Vật lý đại cương - Chương 7: Vật lý nguyên tử- Đỗ Ngọc Uấn (Phần 2)

Nội dung text: Bài giảng Vật lý đại cương - Chương 7: Vật lý nguyên tử- Đỗ Ngọc Uấn (Phần 2)

1. Mômen từ: Điện tử quay quanh hạt nhân gây ra dòng điện ng−ợc chiều với chiều quay -> mômen từ ng−ợc chiều với mômen động e r l−ợng μr= − L 2me Hình chiếu của mômen từ lên z: e eh μz = − =Lz −m =m −B μ 2 me 2 me eh −24 2 Magneton Bohr: μB =9 , 26= . 10 Am 2me -> Hình chiếu của mômen từ lên z đ−ợc l−ợng tử hoá
2. 2.5. Hiện t−ợng Diman/Zeeman: B=0 ->1 vạch H Nam châm điện B≠0-> 3 vạch Phim ghi QP Năng l−ợng t−ơng tác giữa mômen từ của điện tử với từ tr−ờng của nam châm: r r ΔW.B = −W μ Δ = −μ Bz = μ mB B Mức năng l−ợng của điện tử W′ = W+ μ mB B
3. Bức xạ khi từ mức W’2 xuống mức W’1 có: ' ' , WW2 − 1 WW2− 1 Δm μB B υ = = + μ B h h h υ + B Δm=0, ±1 nên có h υ' = υ 3 vạch ứng với μ B υ − B 3. Spin của điện tử h Nhờ có thiết bị quang phổ tinh vi phát hiện cấu trúc bội phổ: các vạch sít nhau: Của Na 28,90 vμ 28,96pm Thí nghiệm của Anhxtanh-Đơgát μ e Đo đ−ợc tỷ số = − L me
4. r Không đúng với hệ số e L − từ cơ lý thuyết 2 me μr Giải thích: Do vận động nội tại, r điện tử có mômen spin S Hình chiếu lên h S=z ±m =sh . trục z lμ: 2 1 m = ± Số l−ợng tử hình chiếu spin s 2 s-Số l−ợng tử spin S= s ( s + h 1 ) . Mômentừriêng Đúng kết eh r e r quả thực μ = ±sz μB =m ⇒s μS = − 2 me me nghiệm
5. Mômen từ orbital: Mômentừriêng e r e r - - r r μL = − L (spin):μ s = − S - - 2 m m + - - e e - - - - •Cỏcđiệntử cú spin vớisố lượng tử - spin m ↑ hoặcm↓ cỏc momen spin Na s s tạoracỏcmomen từ spin riêng. • Momen từ orbital gây ra mômen cảm ứng trongtừtr−ờng đóng góp vμo tính nghịch từ, còn momen từ spin đóng góp vμo tính thuận từ m ↑ m ↑ - s + - s + => Hệ số từ - ms ↓ H cơ lμ e/me. He Lẻ điện tử: thuận từ Chẵn số điện tử: nghịch từ
6. 4. Trạng thái vμ năng l−ợng điện tử trong nguyên tử Do t−ơng tác giữa mômen từ riêng vμ mômen từ quỹ đạo vμ giữa các mômen từ riêng của các điện tử trong nguyên tử, nên: r r r Điện tử có mômen toμnphần: JLS= + Giá trị của J lJμ = j ( j + 1h ) . 1 j lμ số l−ợng tử mômen toμn phần =j ± l 2 Trạng thái l−ợng tử của điện tử trong nguyên tử gồm 4 số l−ợng tử: n,l , m vμ ms => năng l−ợng toμn phần của điện tử phụ thuộc vμo3 sốl−ợng tử n, l vμ j
7. l = 0 chỉ có 1 mức; tách thμnh 2 mức ứng với 1 1 l > 0 l− 2v μ l+ 2 =>Cấu trúc tế vi của mức; 2 Kí hiệu n Xj số 2 chỉ mức kép: n =1, 2, 3, Số l−ợng tử chính X=S, P, D, F, ứng0 với ,l 1= , 2 , 3 , 1 =j ± l 2 n− 1 2 Số trạng thái trong lớp n 2lμ (∑ 2l+ 1 ) = 2 n l=0
8. Trạng thái đtử hoá trị trong H vμ kloại kiềm: n l j trạng thái Mức đtửhoátrị năngl−ợng 2 1 0 1/2 1s 1/2 1 S1/2 2 2 0 1/2 2s 1/2 2 S1/2 2 1 1/2 2p 1/2 2 P1/2 2 3/2 2p 3/2 2 P3/2 2 3 0 1/2 3s 1/2 3 S1/2 2 1 1/2 3p 1/2 3 P1/2 2 3/2 3p 3/2 3 P3/2 2 2 3/2 3d 3/2 3 D3/2 2 5/2 3d 5/2 3 D5/2
9. 5. Cấu tạo bội/tế vi/ của vạch phổ Qui tắc chuyển mức:Từ mức cao xuống mức thấp Δn bất kỳ,Δ l = ±1 , Δj= 0, ±1 chuyển mức phát xạ hν = 2S- 3P 32P 3P 3/2 hν = 22S -32P 32P 1 1/2 3/2 hν = 2S- 3P 1/2 2 2 2S 22S hν2 = 2 S1/2 -3 P1/2 bội 2 1/2 chuyển mức phát xạ hν = 2P-3D 32D hν =22P -32D 3D 5/2 3 3/2 5/2 2 3 D3/2 2 2 hν = 2P- 3D hν2 =2 P3/2-3 D3/2 bội 3 2 2P 2 P3/2 2 2 2 ν 2 P1/2 h 1 = 2 P1/2- 3 D3/2
10. 6. Khái niệm về hệ thống tuần hoμn Menđêleep Năm 1869 Menđêleep xây dựng hệ thống tuần hoμn các nguyên tố: tính chất hoá, lý của các nguyên tố mang tính tuần hoμn. NguyênlýPauli: ở một trạng thái l−ợng tử gồm 4 số l−ợng tử n, l , m, ms chỉ có thể có tối đa 1 điện tử
11. Lớp n Số điện tử Lớp con Số điện tử tối đa=2n2 2 ( 2l + 1 ) K 1 2 S l = 0 2 L 2 8 S l = 0 2 P l = 1 6 M 3 18 S l = 0 2 P l = 1 6 D l = 2 10 N 4 32 S l = 0 2 P l = 1 6 D l = 2 10 F l = 3 14
12. 3s23p63d10 + 1s2 2s22p6 Ví dụ: Al: 1s22s22p63s23p1 Cl: 1s22s22p63s23p5 Ar: 1s22s22p63s23p6