原子物理第五章 多電子原子補(bǔ)充習(xí)題

第五章多電子原子：泡利原理補(bǔ)充習(xí)題

一、選擇題

1.泡利不相容原理說：（D）

A.自旋為整數(shù)的粒子不可能處于同一量子態(tài)中

B.自旋為整數(shù)的粒子能處于同一量子態(tài)中

C.自旋為半整數(shù)的粒子能處于同一量子態(tài)中

D.自旋為半整數(shù)的粒子不能處于同一量子態(tài)中

在一組由全同粒子組成的體系中，如果在體系的一個(gè)量子態(tài)（即由一套量子數(shù)所確定

的微觀狀態(tài)）上只容許容納一個(gè)粒子，這種粒子稱為費(fèi)米子?；蛘哒f自旋為半整數(shù)

（1/2，3/2…）的粒子統(tǒng)稱為費(fèi)米子，服從費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì)。費(fèi)米子滿足泡利不相

容原理，即不能兩個(gè)以上的費(fèi)米子出現(xiàn)在相同的量子態(tài)中。輕子，核子和超子的自

旋都是1/2，因而都是費(fèi)米子。自旋為3/2，5/2，7/2等的共振粒子也是費(fèi)米子。中

子、質(zhì)子都是由三種夸克組成，自旋為1/2。

2.下列粒子中不服從泡利不相容原理的是：（B）

A.質(zhì)子B.光子C.中子D.電子

費(fèi)米子是自旋量子數(shù)為半整數(shù)的粒子（如電子，質(zhì)子，中子等），滿足泡利原理；

而玻色子為自旋量子數(shù)為整數(shù)的粒子（如光子，介子等），不滿足泡利原理。

?

3.單個(gè)d電子的總角動(dòng)量數(shù)可能值為：（D）

A.B.C.D.

2,33,4

52,7232,52

單個(gè)d電子，

l?2,s?12,j?l?s?2?12?52,32

4.在耦合下，兩個(gè)等價(jià)p電子能形成的原子態(tài)是：（C）

L?S

A.

131133131131313

D,D;P,D,P,D;D,P,S;D,D,P,P.S,S

B.C.D.

根據(jù)同科電子耦合的偶數(shù)規(guī)則：即偶數(shù)，

L?S?

對(duì)于p電子，

l?l?1,s?s?12?L?2,1,0,S?1,0

1212

當(dāng)時(shí)，,對(duì)應(yīng)原子態(tài)為

S?0

L?0,2

11

S,D

02

；當(dāng)時(shí)，，對(duì)應(yīng)原子態(tài)為

S?1

L?1

3

P

2,1,0

5.處于原子態(tài)的原子，其總角動(dòng)量量子數(shù)的可能取值為：（B）

L?3,S?2

J

A.3,2,1；B.5,4,3,2,1；C.6,5,4,3；D.

52,42,32,22,12

J?L?S,L?S?1,???,L?S,J?L?S?5,J?L?S?1,J?5,4,3,2,1

maxmin

6.設(shè)原子的兩個(gè)價(jià)電子是p電子和d電子，在耦合下可能的原子態(tài)有：（C）

L?S

A.4個(gè)；B.9個(gè)；C.12個(gè)；D.15個(gè)

對(duì)于p電子，

l?1,s?12l?2,s?12

1122

，對(duì)于d電子，，所以

L?3,2,1;S?1,0

當(dāng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的原子態(tài)分別為

S?0

L?3,2,1

111

F,D,P;

321

當(dāng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的原子態(tài)分別為

S?1

L?3,2,1

333

F,D,P;

4,3,23,2,12,1,0

7.滿殼層或滿次殼層電子組態(tài)相應(yīng)的原子態(tài)是：（B）

A.

3131

SSPP

0001

A.

2s2s,S;2s2p,P;3s3s,S;3s3p,P

1313

0000

B.C.D.

B.C.D.

8.鎂原子（Z=12）處于基態(tài)時(shí)價(jià)電子的電子組態(tài)及基態(tài)原子態(tài)應(yīng)是：（C）

1

2222

2

鎂原子（Z=12）處于基態(tài)時(shí)價(jià)電子的電子組態(tài):

1s2s2p3s

,

3s

滿次殼層，基態(tài)原子態(tài)為

S

0

9.氬（Z=18)原子基態(tài)的電子組態(tài)及原子態(tài)是：（A）

A.

1s2s2p3s3p,S1s2s2p2p3d,P

226261226683

00

C.

1s2s2p3p,S

22681

0

A.

2244

P;P;P;

12321232

B.C.D.

2262551

B.

D.

1s2s2p3p3d,D

226422

12

10.由殼層結(jié)構(gòu)理論和洪德定則可知，氯原子（Z=17）基態(tài)時(shí)的原子態(tài)應(yīng)是：（B）

P

氯原子的電子組態(tài)為：

1s2s2p3s3p3p3p

，與互補(bǔ)，所得原子態(tài)相同，對(duì)于p電子，

L?1,S?12,J?32,12

，對(duì)應(yīng)原子態(tài)為：

2

P

32,12

，由

洪特定則最外層同科p電子數(shù)為5，

，

而p殼層半滿數(shù)為3，超過半滿，反常序，,基態(tài)原子態(tài)為：

J

J?L?S?32

2

P

32

11.碳原子（C,Z=6）的基態(tài)譜項(xiàng)為（A）

A.

3331

P;P;S;

0210

B.C.D.

S

2222

碳原子的電子組態(tài)為

1s2s2p2p

，排除滿殼層后，剩下組態(tài)，兩個(gè)2p電子屬于同科電子，

故滿足耦合的偶數(shù)定則，即偶數(shù)。對(duì)于2p電子

L?SL?S?

l?l?1,s?s?12

1212

；所以

L?2,1,0,S?1,0;

當(dāng)時(shí)，，對(duì)應(yīng)的原子態(tài)為

S?1

L?1

3

P

2,1,0

，依據(jù)洪特定則：當(dāng)某原子態(tài)具

有的最大時(shí)，它所處的能級(jí)位置最低；對(duì)同一個(gè)，又以值大的為最低；對(duì)同科電子，

SS

L

同一個(gè)值而值不同的諸能級(jí)的次序，當(dāng)同科電子數(shù)小于或等于閉殼層占有數(shù)的一半時(shí)，

L

J

具有最小值（即）的能級(jí)處在最低，稱為正常次序；當(dāng)同科電子數(shù)大于閉殼層占有

J

L?S

數(shù)的一半時(shí)，則具有最大值（即）的能級(jí)處在最低，稱為倒轉(zhuǎn)次序。碳原子最外次

J

L?S

殼層同科電子數(shù)為2，小于p殼層半滿數(shù)3，，基態(tài)為

J?0

3

P

0

。

二、填空題

1.電子填充殼層的原則泡利不相容原理、能量最低原理。

2.泡利不相容原理可表述為：在一個(gè)原子中，不可能有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電子具

有完全相同的狀態(tài)。它只對(duì)費(fèi)米子適用，而對(duì)玻色子不適用。

3.按照角動(dòng)量耦合模型，如,，則的可能取值為2，1,0，相應(yīng)

L?SS?1J

L?1

的原子態(tài)符號(hào)為

3

P

2,1,0

。