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5.1 已知处于基态的氦原子的一级电离能为24.6 eV ，求将它的电子逐一电离，外界必须提供
多少能量？
+ 2+ 2
解：从He →He 的能量Z hcR =4 ×13.6 =54.4eV ，总能量54.4 + 24.6 = 79 eV
1s2 2p
5.2 氦原子电子基组态 的一个电子被激发到 态，试作出能级跃迁图说明氦原子向可 能
的低能级跃迁时，将出现几条光谱线的跃迁？
解：五条，如图示
2 2
5.3 按照LS 耦合，碳原子的电子组态1s 2s 2p3d 可能形成哪些原子态？
1 1 1 3 3 3
解：仅考虑非闭壳层电子2p3d ，L=3,2,1 ，S=1,0，因此可形成 P , D , F , P , D , F
1 2 3 210 321 432
5.4 指出下面所列的原子态中，哪些原子态是可能的，哪些是不可能的:
3 2 5 3 1 3 4 2
S , S , P , P , D , D , F , F
0 3/2 3 0 2 1 2 7/2
2S +1L 3 2 4
答：由原子态符号的意义 S S , F
，知 ， ，不可能，其他均可能
J 0 3/2 2
4s2 5s
5.5 锌 （Zn ，Z=30 ）的最外层有两个电子，其基组态为 ，若其中一个电子被激发到 态，
在LS 耦合情况下，锌原子向可能的低能态跃迁时有几种可能跃迁？
解：五条，如图示
5.6 试根据泡利原理证明：原子的闭合支壳层和壳层的总轨道角动量、总自旋角动量和总角
动量都等于零。
证：由泡利不相容原理，闭壳层所有量子态均被一个电子占据，m 有（2l+1 ）个取值，m
l s
∑ ∑
M = m =0 M = m =0
有两个值，由于m 和m 的正负值总是成对 出现，因此有 ，
l s L l S S
所以轨道角动量量子数 L=0 ，总自旋角动量量子数 S=0，总角动量量子数 J=0 ，相应的总轨
道角动量，总自旋角动量和总角动量均为零
(n )k k
5.7 试对 K 个等效 电子组成的电子组态 l ，求可能的电子态(n, l, m, m ) 数目是多少？
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