2[1].2_原子磁矩1

2[1].2_原子磁矩12[1].2_原子磁矩1 2.2原子磁矩玻尔:原子内的电子按一定的壳层排列，每一壳层内的电子都有相同的主量子数，每一个新的周期是从电子填充新的主壳层开始，元素的物理、化学性质取决于原子最外层的电子即价电子的数目。一、电子壳层与磁性 (一)电子填充壳层结构的原则: (泡利不相容原理:在一个原子中，不可能有两个或两个以上的电子具有1 完全相同的状态(完全相同的四个量子数)。 2(能量最小原理:电子按能量由低到高的次序填充各壳层。 (二)四个量子数 1(主量子数n=1，2，3，…代表电子运动区域(轨道...

2[1].2_原子磁矩1 2.2原子磁矩玻尔:原子内的电子按一定的壳层排列，每一壳层内的电子都有相同的主量子数，每一个新的周期是从电子填充新的主壳层开始，元素的物理、化学性质取决于原子最外层的电子即价电子的数目。一、电子壳层与磁性 (一)电子填充壳层结构的原则: (泡利不相容原理:在一个原子中，不可能有两个或两个以上的电子具有1 完全相同的状态(完全相同的四个量子数)。 2(能量最小原理:电子按能量由低到高的次序填充各壳层。 (二)四个量子数 1(主量子数n=1，2，3，…代表电子运动区域(轨道)的大小及总能量的大小，依次被命名为K、L、M、N、O、P、Q…。 2. 轨道角动量量子数l=0,1,2,…(n-1)代表轨道的形状及轨道角动量，也与电子的能量有关，依次称s、p、d、f、g、h…。 3. 轨道方向(磁)量子数m=l,l-1,…0,…-l代表轨道在空间的可能取向，也l 代表轨道角动量在某一特殊方向(如磁场方向)的分量。 4(自旋方向(磁)量子数m=+1/2,-1/2代表电子自旋的取向，也代表电子s 自旋角动量在某一特殊方向(如磁场方向)的分量。 n取一定时，l可以等于0,1,2,…(n-1).因此，由n值决定的壳层，可以分成由l值决定的n个支壳层。 n: K、L、M、N、O、P、Q l: s、p、d、f、g、h…. 若n=1 则l=0: 说明K壳层只有一个s壳层。若n=2 则l=0，1: 说明L壳层有两个支壳层(s、p)。若n=3 则l=0，1，2: 说明M壳层有三个支壳层(s、p、f)。 (三)各壳层所能容纳的最大电子数当某一次壳层或壳层中的电子数已达最大值时，我们称之为闭合次壳层或闭合壳层。也叫满支壳层或满壳层。 1(l次壳层中最多能容纳电子数给定l，则m=l, l-1,…0,…-l，共2l+1个值。 l 每一m值又可以配上m=?1/2中的一个。 ls 因此，m，m可以有2(2l+1)组不全同的数值。 l s 即，l次壳层中最多可容纳N=2(2l+1)个电子。 l 2. n壳层中最多容纳电子数 n给定，l可以等于0, 1, 2,…(n-1)共n个不同值。因此，n壳层中最多可容纳电子数N为: n n,12N,2(2l，1),2n ,n0l, 2即，原子内第n壳层中最多可容纳2n个电子。最大容量原理 (四)磁性电子壳层当电子填满电子壳层时，各电子的轨道运动及自旋取向就占据了所有可能方向(形成一个球形对称集合，这样，电子本身具有的动量矩和磁矩必然互相抵消。因而，凡是满电子壳层的总动量矩(总角动量)和总磁矩都为零。只有末填满电子的壳层上才有未成对的电子磁矩对原子的总磁矩作出贡献。这种未满壳层，我们称它为磁性电子壳层。 ,,,cos(L,J)，,cos(S,J) JLs ee ,pcos(L,J)，pcos(L,J)Ls2mm 222p,p，p,2ppcos(s,J) LJsJs 222p,p，p,2ppcos(L,J) sJLJL 222pcos(s,J),(p，p,p)/2p sJsLJ 222pcos(L,J),(p，p,p)/2p LJLsJ e1e1222222,,(p，p,p)，(p，p,p) JJLsJsL2m2pm2pJJ e1222222,(p，p,p，2p，2p,2p) JLsJsL2m2pJ e1222,(3p，p,p) JsL2m2pJ e12222,p(2p，p，p,p) JJJsL22m2pJ 222p，p,peeJsL ,p(1，),gpJJ22m2p2mJ eeh即: ,,gP,gJ(J，1),gJ(J，1),JJB2m2m2, 222p，p,pJ(J，1)，s(s，1),L(L，1)JsL 称为朗德g因子。 g,1，,1，22p2J(J，1)J e可以看成角动量与相应磁矩之间的一个普遍关系式。 ,,gPJJ2m 洪德法则: (1)未满壳层的电子自旋s排列，泡利原理倾向一个轨道只被一个电子占据，i 而原子内的自旋-自旋间的相互作用使自旋平行排列，从而总自旋S取最大值。 (2)每个电子的轨道矢量的排列，电子倾向于同样的方向绕核旋转，以避免靠近而增加库仑排斥能，使总的轨道角动量L取最大值。(如3d电子，m=2时该l轨道磁矩在外场方向上的分量最大，轨道磁矩与外磁场平行能量最低，最稳定)。 (3)由于L和S间的耦合，次壳层的电子数小于半满时 J=L-S，电子数大于等于半满时 J=L+S。

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