王顺荣编高教版社结构化学习题答案第2章VIP专享

第二章 原子结构与原子光谱 赖才英 070601319 何雪萍 070601319 陈小娟 070601319 陈杉杉 070601316 肖丽霞 070601318 王水金 070601347 1.n、l、m 三个量子数的取值范围、相互关系与物理意义。 取值范围及相互关系： n=1、2、3……共 n 个 l=0、1、2……n-1 共 n 个 m=0、±1、±2……±l 共 2l+1 个 物理意义：主量子数 n 决定体系能量的高低、对单电子原子：En=-μe2/8ε2h2*Z2/n2=-13.6Z2/n2(eV) 角量子数l 决定电子的轨道角动量绝对值|M|= l*(l+1) *h/2π 磁量子数m决定电子的轨道角动量在磁量子数方向上的分量Mz：Mz=m*h/2π 2． 为什么P+1与P-1不是分别对应Px与Py? 答：决定复波函数的三个量子数都是确定的，可以用两种方式表示。实波函数Ψnl| m|的磁量子数仅对应| m|，波函数中既有+| m|的成分又有-| m|的成分。说明仅在m=0时，复波函数和实波函数是一致的，在m≠0时，是一组复波函数对应于一组实波函数，而不是一一对应的关系。 3. 如何由氢原子空间波函数确定轨道的名称,求出 En、|M|与Mz等力学量的确定值或平均值。 氢 原子空 间 波函数为：ψ1、 0、 0=1/ π *(Z/a)3/2*e-zr/a=1/ π *(1/a)3/2*e-r/a n=1、l=0、m=0 ∴ 轨道名称应是：1S 此时En=-13.6*Z2/n2（eV）=-13.6ev |M|= l*(l+1) *h/2π=0 Mz= m*h/2π=0 4.研究多电子原子结构碰到什么困难？作了那些近似？用了什么模型？ 答：困难：多电子原子中存在着复杂的电子间瞬时相互作用,其薛定谔方程无法进行变数分离，不能精确求解；多电子原子中存在能级倒臵，一般用屏蔽效应和钻穿效应解释，但是由于这两个效应都是定性的效应，相互又是关联的，所以，定量地解释能级倒臵的原因较为困难；用 SCF法似乎解决了问题，但实际上方程仍无法求解，因为解方程需知ψj,而ψi也是未知的. 近似:完全忽略电子间的排斥势能即零级近似;体系近似波函数;体系近似总能量;中心势场是近似的球对称势场;在 SCF法中,每个电子的运动与其他电子的瞬时坐标无关,即在多电子原子中,每个电子均在各自的原子轨道上,彼此”独立”地运动. 模型:中心势场模型是将原子中其他电子对第 i个电子的排斥作用看成是球对称的，只与径向有关的力场。引进屏蔽常数，用估算规则算出单电子原子轨道能。哈特里自洽场法假定电子 i处在原子核及其他（n-1）个电子的平均势场中运动，采用有关的近似波函数进行计算、求解，逐渐逼近，直至自洽。 5.讨...