Interacțiunea spin-orbită (cos)
Particulele de interacțiune SOV-, în care cantitatea de interacțiune depinde de valoarea și dispunerea spin și momentul cinetic orbital al particulelor. Cel mai clar manifestat în atomii-un electron (hidrogen și hidrogen particule) și de asemenea, ele includ metale alcaline, deoarece în cochiliile lor închise Ll = 0, și, prin urmare, momentul unghiular al atomilor este determinată numai de valoarea momentului de valență de electroni. În cazul unui electron-atom SOC reprezintă interacțiunea dintre spinul electronilor și câmpul magnetic, care este creat de mișcarea orbitală a electronului. Estimăm energia SOC în atom-un electron. Considerăm mișcarea electronilor dintr-un atom în sistemul de coordonate asociat cu un electron. În acest caz, electronul va fi staționar și poate presupune că nucleul în jurul electronul se deplasează de-a lungul unei orbite circulare la o viteză egală cu viteza de deplasare a electronilor în raport cu miezul.
Când se rotește curentul de bază echivalent are loc de-a lungul orbitei Iekv = Ze / T = Zev / 2πr, unde
r- raza orbitei
orbită de electroni Viteza de rotatie v-
Apoi pl = I · πr² = zevπr² / 2πr = Zevr / 2
pl = (| e | / 2m) ž
Asimilarea aceste expresii, putem obține o expresie pentru viteza orbitale
Pentru un electron v = ž
Apoi ne-am întors un curent circular Ii trebuie să învețe inducerea în centrul unui curent circular, adică, la locația electronului. Potrivit Biot-Savart-Laplace:
B = μI / 2r = Ze ž
din moment ce | e | ž / 2m = μB; B = zμ0 μB
Energia de interacțiune a momentului magnetic și câmpul magnetic:
Apoi: ΔEsl = -μl · B = - (eЋ / 2m)
ΔEsl = -zμ0 μB
Raza r = a / z, apoi ΔEsl = -z 4 μ0 μB
Din această expresie se poate observa că electronii de energie de interacțiune s-pril = 0 și deci urovnis electronii sunt singlet. Dlyap, d și etc. electroni de energie interacțiune are întotdeauna două valori: ± ΔEsl, astfel încât nivelurile acestor electroni având două valori sunt dublete și acest lucru duce la faptul că linia spectrală a hidrogenului și a metalelor alcaline sunt de asemenea dublete. La 2, 3, etc. electronice imagine sisteme Sov este mult mai complicat și conduce la divizarea nivelurilor de energie ale unui număr mare de componente. Ramificarea nivelului de energie și a liniilor spectrale datorate SOC în atomii numit structura fină a spectrelor.
Teoretic, un atom de hidrogen, care nu este considerat prezența energiei de centrifugare este determinată numai de numărul cuantic principal, prezența conduce la același SOC de spin, prin care energia atomului devine dependent, de asemenea, pe orbita numarul l cuantic.
atom one-electron. Adăugarea momentului cinetic vectori în mecanica cuantică. Momentul cinetic total al unui electron dintr-un atom. Numărul cuantic intern al electronului.
Starea unui electron dintr-un atom de un electron este caracterizat prin:
1) Ll - un moment cinetic orbital, valoarea absolută este cuantificată și este egal cu |
unde ml - orbital numerele cuantice magnetice prichomml = 0; ± 1, ± 2, ..., ± l, NML = 2l + 1.
2) este, de asemenea caracterizat prin propriile sale electron spin impuls unghiular Ls = ž
unde ms - magnetic numărul cuantic de spin, ms = ± 1/2.
Ca rezultat, SOC este format într-o rezultantă atom (total) momentul unghiular |
-j unde complet (intern) numarul cuantic, iar proiecția momentului totală pe direcția selectată: Ljz = mj ž
-complet numere cuantice mj și electronilor în atomul se formează simultan totală momentul μj magnetic. SOC conduce la adăugarea vectorilor cuantice
Să presupunem că două vector cuantic adăugat
|
În plus, vectorii de adăugat, de asemenea, proiecțiile lor pe direcția preferată:
Rezultă că valoarea maximă a proeminențelor, plierea vectori respectiv: L1zmax = Ћl1, L2zmax = Ћl2; LLzmax = ЋL deoarece proiecție reprezintă scalari, astfel proiecția vectorului rezultant este suma algebrică a termenilor de vectori, proiecția rezultată va fi maximă dacă proiecția vectorilor summands au aceeași direcție:
Pe de altă parte, proiecția vectorului rezultant va fi minim dacă vectorii de proiecție pliabile sunt direcții opuse:
astfel prin adăugarea cuantumului vectorilor în funcție de orientarea poate lua următoarele valori:
Astfel, acesta poate fi considerat că adăugarea de vectori cuantice reduse la adăugarea de numere cuantice, vectorii pliabile nu pot fi orientate în mod arbitrar. Vom găsi numărul de orientări vectori pliabile
L1 = ž
Rezultatul:
LL = ž
Evident, dacă l1 Diagrama Vector. Punând doi vectori L1 = ž
pentru că l2 Ie avem 3 posibile orientări vectori pliabile, iar numărul cuantic rezultat lbudet fie în otl1 + l2 = 3 și | l1 -L2 | = 1 Prin urmare, valoarea vectorului care rezultă L ^