
【化】 equivalent electron
equivalent
【電】 equivalence
electron
【化】 electron
【醫】 e.; electron
等效電子(equivalent electrons)指原子或分子中具有相同主量子數 (n) 和角量子數 (l) 的電子。這類電子因占據相同的電子層和亞層,其空間軌道分布與能量狀态高度相似,但在磁場或電場中可能因磁量子數 (m_l) 和自旋量子數 (m_s) 的差異而表現出不同的行為。等效電子體系需遵循泡利不相容原理(Pauli exclusion principle),即同一原子中不存在四個量子數完全相同的電子。
量子态簡并性
等效電子屬于簡并态電子(degenerate electrons),即在無外場時能量相同。例如,p亞層((l=1))的3個軌道((m_l = -1, 0, +1))可容納6個電子(2個/軌道),這些電子互為等效電子。
組态與譜項分裂
等效電子的排布構成電子組态(electron configuration),如碳原子基态組态為 (1s 2s 2p)。其 (2p) 中的兩個電子為等效電子,通過羅素-桑德斯耦合(Russell-Saunders coupling)形成不同譜項((P, D, S)),導緻能級分裂。
洪德規則約束
等效電子的排布需滿足洪德規則(Hund's rules):
中文術語 | 英文術語 |
---|---|
等效電子 | Equivalent electrons |
簡并态 | Degenerate states |
電子組态 | Electron configuration |
泡利不相容原理 | Pauli exclusion principle |
羅素-桑德斯耦合 | Russell-Saunders coupling |
第5章詳細讨論多電子原子的等效電子組态與光譜項計算。
第9章闡述泡利原理對等效電子波函數對稱性的約束。
明确定義“等效電子”為量子體系中的标準化術語。
等效電子(equivalent electron)是物理學中用于描述具有相同量子狀态的電子群體的術語。以下是詳細解釋:
基本定義
等效電子指在原子或分子中,具有相同主量子數(n)、角量子數(l)和磁量子數(mₗ)的電子。這些電子處于相同的能級和軌道,因此能量狀态與運動特性高度相似。
物理意義
在量子力學框架下,等效電子的存在直接影響原子軌道填充規則。例如:
應用場景
等效電子概念常用于:
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