题目
关于原子核自旋量子数I的描述,以下哪项是正确的()A. I由原子核的化学性质决定B. I与原子核的质量数和原子序数无关C. 所有原子核的I都大于1D. I决定了原子核是否具有磁矩
关于原子核自旋量子数$I$的描述,以下哪项是正确的()
A. $I$由原子核的化学性质决定
B. $I$与原子核的质量数和原子序数无关
C. 所有原子核的$I$都大于1
D. $I$决定了原子核是否具有磁矩
题目解答
答案
D. $I$决定了原子核是否具有磁矩
解析
本题考查原子核自旋量子数$I$的相关知识。解题思路是依次分析每个选项,根据原子核自旋量子数$I$的性质和特点来判断其正确性。
选项A分析
原子核的化学性质主要由核外电子的排布决定,而原子核自旋量子数$I$是描述原子核本身自旋特性的物理量,与原子核的化学性质并无直接关联。所以选项A错误。
选项B分析
原子核的自旋量子数$I$与原子核的质量数$A$和原子序数$Z$有关。根据原子核的组成,不同的质量数和原子序数会导致原子核内的核子(质子和中子)分布和相互作用不同,从而影响原子核的自旋状态,即影响自旋量子数$I$。所以选项B错误。
选项C分析
并不是所有原子核的$I$都大于1。例如,氢原子核(质子)的自旋量子数$I = \frac{1}{2}$,小于1。所以选项C错误。
选项D分析
原子核的磁矩$\mu$与自旋量子数$I$的关系为$\mu = g\sqrt{I(I + 1)}\frac{h}{4\pi}$,其中$g$是朗德$g$因子,$h$是普朗克常量。当$I = 0$时,$\mu = 0$,即原子核没有磁矩;当$I\neq 0$时,原子核具有磁矩。所以$I$决定了原子核是否具有磁矩,选项D正确。