题目

锌原子(Z=30)的最外层电子有两个，基态时的组态是4s4s。当其中有一个被激发，考虑两种情况： (1)那电子被激发到5s态; (2)它被激发到4p态。 试求出LS耦合情况下这两种电子组态分别组成的原子状态。画出相应的能级图。从(1)和(2)情况形成的激发态向低能级跃迁分别发生几种光谱跃迁?

锌原子(Z=30)的最外层电子有两个，基态时的组态是4s4s。当其中有一个被激发，考虑两种情况： (1)那电子被激发到5s态; (2)它被激发到4p态。 试求出LS耦合情况下这两种电子组态分别组成的原子状态。画出相应的能级图。从(1)和(2)情况形成的激发态向低能级跃迁分别发生几种光谱跃迁?

题目解答

答案

根据洪特定则可画出相应的能级图，有选择定则能够判断出能级间可以发生的5种跃迁： 所以有5条光谱线。 根据洪特定则可以画出能级图，根据选择定则可以看出，只能产生一种跃迁，4 1 P 1 →4 1 S 0 ，因此只有一条光谱线。

解析

步骤 1：确定电子组态
锌原子(Z=30)的最外层电子有两个，基态时的组态是4s4s。当其中一个电子被激发时，有两种情况：(1)被激发到5s态；(2)被激发到4p态。

步骤 2：计算原子状态
(1)当电子被激发到5s态时，电子组态为4s5s。根据LS耦合，可以得到原子状态为1S0和3S1。
(2)当电子被激发到4p态时，电子组态为4s4p。根据LS耦合，可以得到原子状态为1P1和3P0,1,2。

步骤 3：画出能级图
根据洪特定则，可以画出相应的能级图。对于4s5s组态，能级图包括1S0和3S1两个能级；对于4s4p组态，能级图包括1P1和3P0,1,2五个能级。

步骤 4：确定光谱跃迁
根据选择定则，可以判断出能级间可以发生的光谱跃迁。对于4s5s组态，可以发生1S0→3S1的跃迁；对于4s4p组态，可以发生1P1→3P0,1,2的跃迁。