Russel-Saunders-Terme

[knick]

Warum steigt die Energie der RS-Terme im C-Atom von 3P0 nach 3P2 an, während sie beim Sauerstoff abnimmt ?

[ondrej]

ohne wirklich lange darüben nachzudenken (somit vielleicht falsch):
es ist energetisch besser ein Orbital halb zu besetzen, als ganz, weil Spinpaarungsenergie. Das gilt natürlich nicht (C) wenn es sich dabei um ein antibindendes Orbital handelt

[cyclobutan]

Hallo!

RS-Kopplung meint, dass die Spin-Bahn-Kopplungsenergie viel kleiner ist als Austauschenergie und Coulomb-Restwechselwirkung. (Daher ist die Spin-Bahn-Kopplung nur noch eine kleine Störung, die in erster Ordnung behandelt wird.)

Verantwortlich für die energetische Reihenfolge zwischen den 3P-Termen ist genau diese Stör- oder Spin-Bahn-Kopplungsenergie. Ihr Vorzeichen hängt davon ab, wie das magnetische Moment des Gesamtspins und das Bahnmoment zueinander stehen. (Parallel oder antiparallel sorgt dann für negative oder positive Kopplungsenergie, also Stabilisierung oder Destabilisierung).

Im Ein-Elektronenatom ist es einfach, da läuft klassisch gesehen ein einzelnes (negativ geladenes) Elektron um den Kern. Das entspricht einem Kreisstrom. Fehlt in einer Schale jetzt aber ein einziges Elektron, so kann man sich das so vorstellen, dass ein positives "Elektronenloch" um den Kern kreist. Also eine positive Ladung, damit dreht sich das Vorzeichen des Bahnmoments um und damit auch das der Kopplungsenergie.

Das findet man in manchen Büchern unter der "Elektronen-Loch-Analogie", da Atome mit n Elektronen in einer unbesetzten Schale die gleichen Terme haben wie solche mit n Löchern, nur dass sich bei der Spin-Bahn-Kopplung die energetische Reihenfolge umkehrt.

Genau dieser Fall liegt zwischen O und C vor: C mit 2s2 2p2 hat zwei Elektronen in der p-Schale, O mit 2s2 2p4 zwei "freie Plätze", also "Elektronenlöcher" in der P-Schale.


Ich hoffe, das hat Dir weitergeholfen!
Atomphysik ist doch was schönes...


(Literaturempfehlung: Haken-Wolf, Atomphysik)