同核双原子分子电子组态基态电子组态（可编辑）.doc

同核双原子分子电子组态基态电子组态(可编辑)同核双原子分子电子组态基态电子组态??基态电子组态//0>..Phy按照分子轨道的成键原则,可能的组合有:1s-1s,2s-2s,2p-2p,2p-2p,2p-2p,2s-2pzzxxyyz??基态电子组态//..Phy.??基态电子组态//..Phy-??基态电子组态//..Phy3u12p2p2p1?2p2p2pgzyxgxyz3g11uu2u2s2s2g1u1s1s1g从Li到N的能级图22??基态电子组态//..Phy.??基态电子组态//..PhyLCAO近似E+?AAABBEB设,则由前述的分析可知:EEABE-成键轨道的组合系数:反键轨道的组合系数:BA22即成键轨道的主要贡献来自能量较低的原子轨道,反键轨道则反之。异核双原子分子轨道对于中心反演不再具有对称性,分子轨道不再需要下标g和u表示。CO的HOMO??基态电子组态//..Phy.??基态电子组态//..Phy基态电子组态为:22241231HF其中1?,2?,1均为非键轨道为孤对电子轨道1是成键轨道3??//..Phyz?//..Phy.?(谱项)--罗素-桑德尔斯耦合//..Phy在单电子近似轨道近似下,分子电子态用电子组态来描述。在考虑角动量耦合后,与多电子原子类似,我们要用总角动量量子数描述电子的状态,对于由轻原子组成的分子,运用罗素-桑德尔斯耦合。单电子的轨道角动量在键轴上的投影是守恒量m分子电子的总轨道角动量的轴向分量为MM0,?1,?2,?3,?,LL它是单电子轨道角动量轴向分量的简单代数和,MmLM引入量子数?,定义为L对应分子不同?值的电子态,常用下列光谱学符号来表示?值:0,1,2,3,…电子态:?,?,?,?,…?(谱项)--罗素-桑德尔斯耦合//..Phy电子的自旋角动量不受库仑场的影响,其耦合与原子的情况相同。分子中诸电子的自旋角动量合成一个总自旋角动量S,相应的量子数S是一个好量子数。Ss?i双原子分子的某个电子组态由于罗素-桑德尔斯耦合得到的诸分子电子态中,具有相同?和S的分子电子态称作属于同一多重态或多2S+1重项,简称项或谱项,记做?,2S+1是自旋的多重数,?实际是用上述的大写希腊字母表示。?(谱项)--罗素-桑德尔斯耦合//..Phy进一步考虑自旋-轨道相互作用,分子多重态能级会进一步分裂。?0的态,电子的轨道运动会产生一个沿键轴方向的磁场,M使电子总自旋角动量S绕键轴进动,S在键轴上的投影分量为S在分子中,通常用表示量子数M注意不要跟?0的分子S态符号?:?S,S?1,?,-S+1,-S?0的?态,电子总轨道角动量在键轴方向的投影为零,不产生轴向磁场,所以S在键轴上的投影没有意义,量子数没有定义。?(谱项)--罗素-桑德尔斯耦合//..Phy电子总的轨道角动量和总自旋角动量的轴向分量相加,得到电子总角动量的轴向分量,为的取值为:??+S,?+S?1,?,?-S+1,?-S对于双原子分子?0的态,自旋-轨道相互作用能的大小近似正比于?,?有2S+1个取值,所以自旋-轨道相互作用的结果使分子多重态能级进一步分裂为2S+1条,在光谱学中,用2S+1??+表示多重态的精细结构子项。3例如,三重态的?2,S1,对应的0,?1,?+1,2,332333,能级分裂为、和三个子能级。12S+1显然,在没有外磁场的情况下,由于M?,所以?仍L?+是双重简并的。?(谱项)--罗素-桑德尔斯耦合//..Phy对于?0的?态,自旋-轨道相互作用能近似为零,能级不分裂,这与原子的S态情况类似。?的绝对值称为量子数:称为总角动量量子数。SzL?(谱项)--常见电子组态的谱项//..Phy.?(谱项)--常见电子组态的谱项//..Phy.?(谱项)--常见电子组态的谱项//..PhyMLMSM-101SML--+-++21,11,11,1--+-++301,-11,-11,-10,S1-+1,-1+++----2-1,-1-1,-1-1,-1MMLLMMSS11?2,S0?0,S0?(谱项)--同核双原子分子的对称性//..Phy平面反映操作的对称性总波函数对于过键