题目
下列原子态中,可能存在的原子态是哪个: ( )A.https:/img.zuoyebang.cc/zyb_6ad998c24389a60e22a4cd752d413de9.jpg(P)_(1/2)B.https:/img.zuoyebang.cc/zyb_01e5ca84b39ef724e4636b548240d3b3.jpg(P)_(1/2)C.https:/img.zuoyebang.cc/zyb_3603ead7fd0c90e23dd644d97f4ed4c1.jpg(P)_(1/2)D.https:/img.zuoyebang.cc/zyb_dfc186435928c04b2ab747716d3724fc.jpg(P)_(1/2)
下列原子态中,可能存在的原子态是哪个: ( )
- A.
- B.
- C.
- D.
题目解答
答案
B. $3{D}_{2}$
解析
步骤 1：理解原子态的表示方法
原子态的表示方法为${}^{2S+1}L_J$，其中$S$是总自旋量子数，$L$是总轨道角动量量子数，$J$是总角动量量子数。$L$用字母表示，$S=0$时用$S$表示，$S=1$时用$P$表示，$S=2$时用$D$表示，$S=3$时用$F$表示，以此类推。$J$的取值范围为$|L-S| \leq J \leq L+S$。
步骤 2：分析选项
A. $1{P}_{1/2}$：$S=0$，$L=1$，$J=1/2$。$J$的取值范围为$|1-0| \leq J \leq 1+0$，即$1 \leq J \leq 1$，所以$J=1/2$不在取值范围内，因此$1{P}_{1/2}$不可能存在。
B. $3{D}_{2}$：$S=1$，$L=2$，$J=2$。$J$的取值范围为$|2-1| \leq J \leq 2+1$，即$1 \leq J \leq 3$，所以$J=2$在取值范围内，因此$3{D}_{2}$可能存在。
C. $3F_1$：$S=1$，$L=3$，$J=1$。$J$的取值范围为$|3-1| \leq J \leq 3+1$，即$2 \leq J \leq 4$，所以$J=1$不在取值范围内，因此$3F_1$不可能存在。
D. $3P_3$：$S=1$，$L=1$，$J=3$。$J$的取值范围为$|1-1| \leq J \leq 1+1$，即$0 \leq J \leq 2$，所以$J=3$不在取值范围内，因此$3P_3$不可能存在。
步骤 3：得出结论
根据以上分析，只有$3{D}_{2}$的$J$值在取值范围内，因此$3{D}_{2}$是可能存在的原子态。
原子态的表示方法为${}^{2S+1}L_J$，其中$S$是总自旋量子数，$L$是总轨道角动量量子数，$J$是总角动量量子数。$L$用字母表示，$S=0$时用$S$表示，$S=1$时用$P$表示，$S=2$时用$D$表示，$S=3$时用$F$表示，以此类推。$J$的取值范围为$|L-S| \leq J \leq L+S$。
步骤 2：分析选项
A. $1{P}_{1/2}$：$S=0$，$L=1$，$J=1/2$。$J$的取值范围为$|1-0| \leq J \leq 1+0$，即$1 \leq J \leq 1$，所以$J=1/2$不在取值范围内，因此$1{P}_{1/2}$不可能存在。
B. $3{D}_{2}$：$S=1$，$L=2$，$J=2$。$J$的取值范围为$|2-1| \leq J \leq 2+1$，即$1 \leq J \leq 3$，所以$J=2$在取值范围内，因此$3{D}_{2}$可能存在。
C. $3F_1$：$S=1$，$L=3$，$J=1$。$J$的取值范围为$|3-1| \leq J \leq 3+1$，即$2 \leq J \leq 4$，所以$J=1$不在取值范围内，因此$3F_1$不可能存在。
D. $3P_3$：$S=1$，$L=1$，$J=3$。$J$的取值范围为$|1-1| \leq J \leq 1+1$，即$0 \leq J \leq 2$，所以$J=3$不在取值范围内，因此$3P_3$不可能存在。
步骤 3：得出结论
根据以上分析，只有$3{D}_{2}$的$J$值在取值范围内，因此$3{D}_{2}$是可能存在的原子态。