Момент количества движения орбитальный спиновый

Состояние электрона в атоме характеризуется четырьмя квантовыми числами n — главное, / — побочное, от — магнитное, — спиновое, определяющими соответственно энергетический уровень орбиты электрона, момент количества движения, орбитальный магнитный момент и магнитный момент электрона, обусловленный его вращением. Совокупность электронов с одинаковым главным спиновым -ЧИСЛОМ называют слоем, в котором электроны разделены на подгруппы — S, р, d, f. Число электронов в подгруппе указывают показатели степени при буквенном обозначении подгруппы. Например, атом фтора можно обозначить так Is 2s 2/0 . [c.18]

Несмотря на эти очевидные успехи протон-электронной модели, при е применении столкнулись с рядом серьезных трудностей, прежде всего при объяснении момента количества движения, или спина ядра. Идея о ядерном спине была использована Паули для объяснения существования сверхтонкой структуры некоторых спектральных линий. При помощи спектрометра с большой разрешающей способностью было показано, что для многих спектральных линии свойственно очень тонкое расщепление, которое невозможно объяснить электронной структурой атома или наличием изотопов у рассматриваемого элемента. Паули количественно объяснил эти линии, полагая, что у ядра, как и у электрона, имеется момент количества движения. Момент количества движения ядра складывался из собственного спина, равного (й/2я )/2 для элементарных частиц, входящих в ядро (протон или электрон), и из орбитального момента количества движения. Общий момент количества движения, или спин ядра I = Е 8 (где L — орбитальный момент количества движения, 5 — спиновый момент количества движения ядра). Так как орбитальный момент количества движения всегда равен целому числу величин й/2л, число элементарных частиц, присутствующих в ядре, должно определить, будет ли ядерный спин I целым числом или целым числом половин /1/2я. Экспериментально было найдено, что ядра с нечетным массовым числом имеют спины, равные нечетному числу половин величины /г/2л, т. е. I = /г, 7г. , тогда как ядра с четным массовым числом имеют спины, равные либо нулю, либо целому числу величин к/2п, т. е. / = О, I, 2,... Однако уже рассмотрение изотопа показывает несоответствие с про- [c.374]

Хорошо известно, что любая элементарная частица, движущаяся по замкнутой орбите, обладает определенным моментом количества движения (орбитальный момент). Кроме того, частица в общем случае имеет собственный момент вращения (спиновый момент). Если эта частица является заряженной, то при движении по орбите или вращении она создает кольцевой ток, т. е. обладает также определенным магнитным моментом ц. Таким образом, у подобных частиц определенному моменту количества движения отвечает определенный магнитный момент, причем различают орбитальный магнетизм и спиновый магнетизм. [c.80]

Все это, к сожалению, никуда не годится. У электрона нет орбиты, и волчком он не является. Наглядная модель совершенно несостоятельна. Но электрон в атоме имеет и орбитальный и спиновый момент количества движения, орбитальный и спиновый магнетизм. Орбиты нет, а прилагательное орбитальный сохранилось. [c.99]

I = Ь 8 (где Ь — орбитальный момент количества движения, 5 — спиновый момент количества движения ядра). Так как орбитальный момент количества движения всегда равен целому числу величин /г/2л, то число элементарных частиц, присутствующих в ядре, должно определить, будет ли ядерный спин / целым числом или целым числом половин /г/2я. Экспериментально было найдено, что ядра с нечетным массовым числом имеют спины, равные не-четному числу половин величины /г/2я, т. е. / = /21 тогда как ядра с четным массовым числом имеют спины, равные либо нулю, либо целому числу величин /г/2я, т. е. / = О, 1, 2,. .. Однако уже рассмотрение изотопа ИМ показывает несоответствие с протон-электронной моделью. Согласно последней, ядро изотопа должно содержать 14 протонов и 7 электронов — всего 21 частицу, что приводит к нечетному, полуцелому спину. Опытным же путем найдено, что спин равен 1. [c.392]

Поглощение, отвечающее переходам между зеемановскими компонентами, возникающими в связи с наличием у молекул не равного нулю электронного момента количества движения (орбитального или спинового), обычно называется электронным парамагнитным резонансом (ЭПР). Для таких переходов разность энергий соседних зеемановских подуровней составляет по порядку величины щН, где цо — магнетон Бора, равный эрг/Э, [c.470]

Обнаружение молекул в парамагнитных состояниях. Спектры ЭПР имеют очень высокую чувствительность по отношению к молекулам (или ионам), находящимся в таких состояниях, в которых они имеют электронный момент количества движения (орбитальный или спиновый) отличный от нуля. [c.475]

Пусть теперь система имеет внутренний момент количества движения (безразлично какой спиновый, вращательный или орбитальный). Для такой системы обращение по времени уравнения (2.23) изменит знаки на обратные у импульсов и проекций момента количества движения. Соотношения взаимностей Онзагера имеют вид. [c.61]

Исключение составляют два оператора - полный орбитальный момент количества движения Ь и полный спиновой момент количества движения 8. Они симметричны, коммутируют между собой, с оператором Но и поэтому могут быть использованы для классификации базисных состояний конфигурации. Особое значение такой классификации связано с тем, что операторы Ь и 8 коммутируют не только с оператором Но, но и с оператором кулоновского взаимодействия электронов. Любой базис конфигурации, в котором операторы и 8 оказываются диагональными, носит название схемы А5-связи, здесь конфигурация представляет собой прямую сумму Г/, 5-подпространств совместных собственных функций операторов и 8 . Схема 15ч вязи - это такой базис конфигурации, который получается объединением базисов, представляющих подпространства Г/,5. На базис / 5 никаких ограничений не наклады- [c.130]

Кроме этого, релятивистским эффектом является и так называемое спин-орбитальное расщепление состояний, которое для наиболее тяжелых элементов составляет несколько эВ. Оно заключается в том, что становится невозможным разделить орбитальный и спиновой моменты количества движения электрона. В результате, например, нельзя, строго говоря, выделить некоторую в-подоболочку, на которой могут размещаться электроны с различным спином. Необходимо рассматривать другие виды АО. [c.86]

При поглощении энергии электромагнитного излучения в УФ-участке спектра электрон может переходить с занятой на свободную молекулярную орбиталь. Из рис, 8 видно, что молекула обладает некоторым набором квантовых энергетических уровней. Каждое электронное состояние молекулы характеризуется значением полного орбитального и спинового моментов количества движения. [c.16]

Кроме энергии характеристикой электронного состояния системы является полный момент количества движения (МКД) /, равный векторной сумме орбитальных (/ ) и спиновых (5 ) МКД отдельных электронов. Для легких атомов (примерно до 2п) имеет [c.181]

Спиновое расщепление. Поскольку у молекулы типа асимметричного волчка не может быть электронного орбитального момента количества движения, спин-орбитальное взаимодействие вообще слабое, подобно взаимодействию в линейных молекулах в случае связи Ь по Гунду. Если суммарный спин 5 = /2, т. е. в случае дублетных состояний, то два подуровня могут быть описаны формулами [c.151]

Характерная особенность оболочечной модели заключается в допущении того, что вектор орбитального момента количества движения (с квантовым числом /) каждого нуклона и спиновый вектор этого нуклона (с квантовым числом 5 = 72) складываются и образуют результирующий вектор спин-орбитального момента количества движения с [c.624]

Поведение молекулы в магнитном поле зависит от трех величин одна определяет всегда имеющийся эффект, индуцируемый самим полем, а две другие характеризуют постоянные величины, а именно суммарный спиновый магнитный момент и орбитальный момент электронов. Условия проявления двух последних характеристик в молекулах углеводородов совсем особые полученные данные относятся к возбужденным состояниям, и мы не будем ими заниматься. Эффект индукции, всегда наблюдающийся под влиянием магнитного поля, является следствием диамагнетизма, существование которого может быть объяснено на простом атомном примере. В магнитном поле электроны атома получают небольщой дополнительный момент количества движения и связанный с ним магнитный момент аналогично тому, как в витке проводника, перпендикулярном переменному магнитному полю, возникают ток и связанное с ним магнитное поле. Индуцированное поле противоположно индуцирующему и пропорционально сечению витка, т. е. квадрату радиуса электронной орбиты. Каждый /-электрон атома вносит свой вклад, пропорциональный г], т. е. усредненному квадрату его расстояния от ядра, что приводит к выражению для молекулярной восприимчивости [c.31]

Если величина расщепления АЕ, вызываемого магнитным полем, велика по сравнению с дублетным расщеплением уровней, то магнитное ноле называют сильным. В таком магнитном поле разрывается связь спинового и орбитального моментов количества движения, и они взаимодействуют с магнитным полем независимо. Следовательно, в сильных магнитных полях оператор [c.322]

Если сталкивающиеся частицы обладают спином, то состояние системы определяется функцией, зависящей от координат и. спинов. В общем случае при столкновении частиц интегралом движения является полный момент количества движения системы. В ряде случаев можно пренебречь маловероятным изменением ориентации спина при столкновении (см. 121), тогда интегралами движения будут в отдельности полный спиновый момент и орбитальный момент количества движения. В этих случаях полная волновая функция Ф системы двух частиц может быть записана в виде произведения координатной ф и спиновой функции В системе центра инерции координатная функция зависит только от вектора г, определяющего относительное движение. Спиновая функция /( г) зависит от 1 и 2, определяющих ориентацию спинов обеих частиц относительно некоторого направления. Предположим, что в столкновении участвуют две одинаковые частицы со спином /г (электроны, протоны, некоторые ядра). Тогда суммарный спин системы либо равен О, либо равен 1. В первом случае (синглетное спиновое состояние) координатная функция должна быть симметричной относительно перестановки частиц (см. 72). Следовательно, координатная волновая функция будет иметь вид такой же, как функция [c.533]

При сложении векторов моментов количества движения их взаимодействие в соответствии с изложенным выше во всех случаях может рассматриваться как соответствующее связи Рассела — Саундерса. Применение принципа Паули приводит к двум важным следствиям. Во-первых, квантовые числа суммарного орбитального (Ь) и спинового (5) моментов количества движения электронов, образующих заполненную электронную оболочку, всегда равны нулю нулю равны также результирующие этих моментов для двух 5-электронов, шести р-электронов, десяти -электронов, четырнадцати /-электронов и т. д. Во-вторых, число состояний атома, соответствующих данному числу электронов, различно в зависимости от того, являются ли эти электроны эквивалентными (т. е. имеют одинаковые значения квантовых чисел пи/) или неэквивалентными (т. е. имеют отличающиеся значения по крайней мере одного из этих квантовых чисел). [c.34]

У большинства элементарных частиц, входящих в состав квантовомеханических систем, имеется дополнительная степень свободы, проявляющаяся в существовании особого момента количества движения, так называемого спина (от английского слова to spin — вращать веретено). Этот специфический момент количества движения, с которым связан соответствующий магнитный момент, существует независимо от орбитального движения. Спин нельзя трактовать как момент, обусловленный простым механическим вращением частицы вокруг самой себя. Для описания его необходимы особые спиновые переменные [c.9]

Заметное влияние на энергию терма оказывает спин-орбитальное взаимодействие. Как орбитальный, так и спиновый механические моменты С и S обусловливают наличие у атома соответствующих магнитных моментов и тем самым наличие суммарного магнитного момента атома. Движение электрона в атоме аналогично круговому электрическому току, который порождает магнитный момент. Орбитальным магнитным моментом обладают все атомы с Ь Ф О, а спиновым — с 8 Ф 0. Магнитные моменты, орбитальный и спиновый, взаимодействуют (спин - орбитальное взаимодействие), благодаря чему энергия атома отличается от той, которая была бы в отсутствие взаимодействия, соответствующие термы атома расщепляются на компоненты, различающиеся по энергии. Это расщепление можно описать, используя векторную схему. Вектор 5 ориентируется в поле вектора i по правилам квантования 25 + 1 способом. Векторы i и 5 образуют полный момент количества движения атома У = /, -Ь [c.40]

Отклонение -фактора Ag от чисто спинового значения, обусловленное спин-орбитальной связью, может быть как отрицательным, так и положительным. Оно тем больше по абсолютной величине, чем сильнее спин-орбитальное взаимодействие возрастает, например, с увеличением порядкового номера элемента, и чем меньше АЕ уровней, между которыми происходит переход. Приложенное внешнее магнитное поле Ввнеш индуцирует дополнительный орбитальный момент количества движения, а орбитальное движение [c.57]

На рис. VI.4 для 2р-электронов Со, как и в табл. VI. 1 для ряда элементов, можно видеть расщепление сигналов переходов с 2р- и 3/ -уровней. Это расщепление, наблюдаемое также для сигналов фотоэлектронов с d- и /-уровней, обусловлено квантованием полного момента количества движения J. Для неспаренного р-эле-ктрона (как и р-электронной вакансии) квантовое число орбитального момента /=1, а спиновое s = V2, отсюда возможны два р-уровня, обусловленные спин-орбитальной связью и характеризуемые квантовыми числами полного момента J= /2 и / = = V2- Аналогично, для d-уровней имеем У= /2 и / = /2, а для /-уровней — /=V2 и / = /2. Так что энергии связи (химические сдвиги) обозначают указанием символов элемента и соответствующего уровня, например С Is, 5 2рз/2, Pi4f /2 и т. д. Если нижний индекс опускается, то имеют в виду наиболее интенсивный пик или усредненный по мультиплету сигнал. [c.141]

Система термов (состояний) атома с несколькими электронами строится аналогично системе уровней для одного электрона. Су-щесгвенное различие состоит в том, что в данном случае полный орбитальный момент — это векторная сумма орбитальных моментов всех электронов спин — векторная сумма спинов всех электронов полный орбитальный момент и полный спиновый моменты складываются и дают полный момент количества движения всех электронов. [c.69]

В дополненпе к орбитальной тонкой структуре, которую можно объяснить с помощью квантового числа /, экспериментально показано, что спектры щелочных металлов имеют дублетную структуру. Оказалось, что спектральные линии, которые когда-то считались единичными линиями, в действительности являются двумя очень близко расположенными друг к другу линиями. Объяснить это с помощью модели Бора — Зоммерфельда было невозможно. В 1925 г. Уленбек и Гаудсмит объяснили это явление тем, что электрон в дополнение к орбитальному движению имеет момент количества движения, обусловленный вращением его вокруг собственной оси, и этому вращению соответствует магнитный момент. Это приводит к новому квантовому числу, называемому спиновым квантовым числом т . Величина спинового момента количества движения равна 1/2 в единицах /г/2л. Положительные и отрицательные значения спина обусловлены его направлением. Например, если спин электрона направлен по часовой стрелке, то он взаимодействует с орбитальным магнитным моментом электрона и дает энергию, отличающуюся от энергии электрона, [c.68]

Заметное влияние на энергию терма оказывает спин-орбитаЛьное взаимодействие. Сущность спин-орбитального взаимодействия состоит в том, что как орбитальное движение электронов, так и спиновое, создают соответствующие магнитные моменты и таким образом взаимодействуют. Вектор спина 5 может ориентироваться в поле, создаваемом орбитальным моментом L согласно правилам пространственного квантования. Всего возможно 25 +1 ориентации. При взаимодействии векторы орбитального момента и спина суммируются, образуя вектор J полного момента количества движения [c.53]

Токи, связанные с орбитальным движением электрона и с его спином, взаимодействуют друг с другом. Каждый из этих токов создает магнитное поле, которое воздействует на другой ток. Взаимодействие магнитных полей, создаваемых токами, обусловливает зависимость орбитального и спинового моментов количества движения совокупности электронов, его называют спин-орбитальным взаимодействием или спин-орвитальнай связью. Энергия спин-ор-битального взаимодействия много меньше разности энергетических уровней электронов, но, несмотря на это, она оказывает существенное влияние на стационарные состояния атома. Это влияние приводит к снятию вырождения состояний с одним и тем же квантовым числом орбитального движения. Подобное снятие вырождения служит основьюй причиной появления тонкой структуры атомных спектров (см. разд. 3.9) в отсутствие внешних полей. Строгое рассмотрение спин-орбитального взаимодействия возможно при решении релятивистского уравнения Дирака. Однако полуклассический подход позволяет выявить наиболее важные детали этого эффекта. [c.77]

Полный орбитальный и спиновый моменты количества движения в атоме не независимы друг от друга, так как каждый из них сопряжен с собственным магнитным моментом. Взаимодействие магнитных полей, создаваемых этими моментами, называется спин-орбитальным взаимодействием. Оно обусловливает ряд тонких эффектов, связанных с дополнительным расщеплением атомных термов, и позволяет объяснить тонкую структуру атомных спектров, в частности дублетную структуру спектров щелочных металлов. Строгое рассмотрение спин-орбитального взаимодействия возможно при решении релятивистского уравнения Дирака. Однако полуклассический подход позволяет выявить наиболее важные детали этого эффекта. [c.70]

Спиновое квантовое число. Кроме орбитального момента количества движения, электрон обладает собственным моментом количества движения в результате вращения вокруг своей оси. Это движение носит название спина . Как и всякому другому движению, ему соответствует момент количества движения. Сипи электрона грубо можно представить как его враидение вокруг собственной оси по часовой стрелке пли против нее. Спиновый момент количества движения электрона квантуется н может принимать два значения, которые обозначают +1/2 и —1/2 или просто + н —. Спиновое квантовое число s является четвертым квантовым числом. [c.59]

В предыдущем параграфе состояние электронов в атомах характеризовалось электронной конфигурацией, т. е. указанием одноэлектронных состояний. Например, конфигурация основного состояния атома лития-— (1 ) (25), конфигурация основного состояния атома неона— (28) 2рУ и т. д. В основном состоянии атомов инертных газов Не, 1Че, Аг и др., когда электроны заполняют одну, две и т. д. электронных оболочек, суммарный орбитальный момент и суммарный спиновый момент всех элек тронов равны нулю Следовательно, равен нулю и полный момент количества движения всех электронов. У атомов щелочных металлов Ы, N3 и т. д. с одним электроном сверх заполненных оболочек последний находится в состоянии с нулевым орбитальным моментом (состояние поэтому полный момент электронов атома равен спину электрона, т. е. /а. [c.362]

Для постоянной связи орбитального и спинового моментов количества движения Л в ХШгСостоянии 00 в работах [2186, 2189, 3586, 3587] были получены значения от —139,1 до —140,0 см . Наиболее точное значение Л = —139,6 + 0,2 см было найдено Ишаком [2189] в результате анализа структуры полосы 1—1, полученной на приборе с дисперсией [c.216]

Здесь ей те — заряд и масса электрона, с — скорость света, к — постоянная Планка и р — магнетон Бора кеЦлгПес). Константа зависит от относительных вкладов спинового и орбитального движения электрона в его полный момент количества движения оба движения создают магнитные моменты и резуль-тируюш ий момент определяется их векторной суммой. Для свободного спина -фактор равен 2,0023 (отклонение от 2,0000 обусловлено релятивистской поправкой). [c.202]