Рабочий пример. Микросостояния атома углерода.

Первая возбуждённая конфигурация атома содержит следующие микросостояния, которых можно сгруппировать в два массива микросостояний – термы: и .

Резюме (повторение):

1) Начальное приближение это одноэлектронное или орбитальное приближение

, или в теории атома принцип водородоподобия

. В этом приближении все электроны рассматриваются независимо.

2) Энергия взаимного отталкивания электронов частично учитывается искусственным спосо­бом в виде эффекта экранирования ядра «внутренними» электронами.

Полученный модифицированный кулоновский потенциал перестаёт быть простой радиаль­ной функцией обратно пропорционального вида, как это имеет место у точечного заряда. Такой потенциал, введённый в уравнение Шрёдингера для единичного электрона, вызывает расщепление вырожденного орбитального уровня.

3) Энергия орбитального уровня зависит не только от главного, но и от побочного квантового числа, ста­новясь функцией двух параметров Enl

.

4) Последовательность орбитальных уровней (АО) удаётся выразить простым правилом Клечковского - Маделунга. На этой стадии решение очень сложной многоэлектронной задачи заменено решением за­дачи о состояниях одного единственного электрона, и его атомные орбитали рассматрива­ются как эталонные для всех электронов оболочки.

В этом приближении энергетические схемы орбиталей отдельных электронов качественно идентичны, и друг от друга не отлича­ются. Поэтому для построения первичной схемы распределения электронов в оболочке по одно­электронным состояниям используется один набор АО единственного электрона.

5) Распределение электронов по уровням АО называется электронной конфигурацией.

6) Электронная конфигурация определяется на основании правил заполнения.

Сумма орбитальных энергий конфигурации отвечает нулевому приближению в оценке коллективного атомного уровня.

Далее можно условно выделить некоторую последовательность приближений (лишь условно!)

Нулевое приближение

учитывает основную часть электростатической энергии кулоновского притяжения электронов к ядру. Согласно оценкам Томаса-Ферми эта энергия нулевого при­ближения составляет около 83-85% полной энергии атомной оболочки. Полная энергия оболочки в этом приближении аддитивна и есть просто сумма одноэлектронных энергий.

В первом приближении

продолжается учёт межэлектронного электростатического отталкивания. Неучтённая часть электростатической энергии межэлектронного отталкивания далее приближённо представляется как энергия отталкивания элек­тронных облаков, заполненных атомных орбиталей.

В результате проявляется энергетическая неравноценность отдельных групп микросо­стояний, возникающих при размещениях электронов на орбиталях внешнего валентного слоя. Эти микросостояния группируются на основе свойств независимых друг от друга сум­марных квантовых векторов моментов импульса орбитального

и спинового движений электронов в оболочке атома.

Такие объединения микросостояний называются термами. В пределах каждого терма квантовое число проекции каждого из независи­мых моментов ML

и

MS

пробегает весь набор необходимых значений от максимального до минимального: MLmin

ML