複雜原子光譜

複雜原子光譜（spectra of complex atoms）是指具有三個或三個以上價電子的原子或離子，其能級的精細結構出現四重、五重甚至更高多重性結構，其光譜的精細結構也十分複雜，稱為複雜原子光譜如錳、鉻和鐵等的原子光譜就屬於複雜原子光譜。複雜原子光譜和能級結構具有一些普遍規律。

基本介紹

• 中文名：複雜原子光譜
• 外文名：spectra of complex atoms
• 特點：光譜和能級結構具有一些普遍規律

光譜和能級規律

①原子的能級和光譜結構與元素周期表中下一元素原子的一次電離離子的能級和光譜結構相似，稱為光譜與能級的位移定律。

②元素周期表中相鄰元素原子的能級精細結構多重數呈奇偶交替變化，稱為原子能級多重性交替律。元素周期表中相鄰元素的一次電離離子的能級多重性也有這種交替變化的規律。
③用原子中多個價電子的角動量按LS耦合或j j耦合方式可確定複雜原子的多重譜項和能級的精細結構狀態。如按LS耦合則有所謂分支定則，即以原子的一次電離離子的譜項^2Sp+1L_p為母項，其中S_p、L_p分別為該離子的總自旋和總軌道角動量量子數，則原子的譜項必然有S=S_p±1/2，即譜項多重數比母項的多一和少一。而L值則由L=L_p+l，L_p+l－1，…，|L_p–l|來定，其中l為給離子加上電子的軌道角動量量子數。如鐵離子的母項3d⁷(⁴F)加上一個ns電子將形成鐵原子的³F和⁵F兩譜項。

④原子譜項的宇稱屬於偶還是奇，由電子組態的各電子軌道角動量量子數l之和∑l_i的偶或奇來決定。奇宇稱的譜項在其右上角標以“o”。

複雜光譜的確定

過渡元素和稀土元素的原子光譜十分複雜，若兩譜項的L和S值分別相等，但因為屬於不同電子組態或由於母項不同而能量可能相差較大，所以還用其他輔助標記來表示。
複雜原子光譜仍可用朗德間隔定則來判斷各電子角動量之間是否符合LS耦合，凡屬LS耦合還可用洪德定則來確定能級多重結構的相對位置。另外，多重譜線的強度總和法則和譜線在磁場中的塞曼分裂（見塞曼效應）都可用來確定複雜原子的譜項和能量狀態。