题目
在 s 轨道上运动的一个电子的总角动量为: ____________( )A. 0B. (sqrt(3))/(2)h/2piC. (1)/(2)h/2piD. (3)/(2)h/2pi
在 s 轨道上运动的一个电子的总角动量为: ____________( )
A. 0
B. $\frac{\sqrt{3}}{2}h/2\pi$
C. $\frac{1}{2}h/2\pi$
D. $\frac{3}{2}h/2\pi$
题目解答
答案
B. $\frac{\sqrt{3}}{2}h/2\pi$
解析
本题考查原子中电子总角动量的计算,解题思路是先明确电子总角动量的计算公式,再根据$s$轨道电子的量子数特点,代入公式进行计算。
步骤一:明确电子总角动量公式
电子的总角动量$J$由轨道角动量$L$和自旋角动量$S$耦合而成,其大小由量子数$j$决定,计算公式为$J = \sqrt{j(j + 1)}\frac{h}{2\pi}$,其中$h$为普朗克常量,$j$为总角动量量子数。
步骤二:确定$s$轨道电子的量子数
对于$s$轨道,轨道角动量量子数$l = 0$;电子的自旋角动量量子数$s=\frac{1}{2}$。
总角动量量子数$j$的取值为$j = |l\pm s|$,将$l = 0$,$s=\frac{1}{2}$代入可得$j=\frac{1}{2}$。
步骤三:计算电子总角动量
将$j=\frac{1}{2}$代入总角动量公式$J = \sqrt{j(j + 1)}\frac{h}{2\pi}$,可得:
$\begin{align*}J&=\sqrt{\frac{1}{2}(\frac{1}{2} + 1)}\frac{h}{2\pi}\\&=\sqrt{\frac{1}{2}\times\frac{3}{2}}\frac{h}{2\pi}\\&=\frac{\sqrt{3}}{2}\frac{h}{2\pi}\end{align*}$