AT · Atomic spectra and selection rules

Nem toda diferença de energia produz uma linha forte de dipolo elétrico.

Pré-requisitos: 23, 40, 41.

• Relacionar energias atômicas às linhas espectrais
• Aplicar números quânticos de momento angular
• Distinguir transições permitidas e proibidas de dipolo elétrico

Para íons hidrogenoides de um único elétron, as energias ligadas escalam como −13.6 Z²/n² eV no modelo não relativista mais simples. A emissão requer uma transição descendente e energia positiva do fóton.

O momento angular orbital tem l=0,…,n−1 e m_l=−l,…,l. O spin do elétron adiciona s=1/2; o momento angular total combina contribuições orbitais e de spin.

As regras de seleção de dipolo elétrico incluem Δl=±1 e Δm=0,±1. Essas regras referem-se a um mecanismo específico de transição; proibido não significa impossível por todos os mecanismos.

Estrutura fina, efeitos de spin-órbita e divisão Zeeman refinam a imagem simples do átomo de hidrogênio. Em átomos multieletrônicos, blindagem e interações eletrônicas invalidam a substituição direta das energias do hidrogênio.

Para um íon de um elétron não relativístico, desprezando a estrutura fina,

Para Z = 2, uma emissão de n = 3 para n = 2 resulta em energia fotônica positiva: Uma diferença de energia isolada não garante uma transição de dipolo elétrico; os estados orbitais participantes devem satisfazer as regras de seleção.

Não torne a energia do estado final menos a energia do estado inicial negativa para um fóton emitido.

regra de seleção: Restrição às transições para um mecanismo de interação especificado.

splitting de Zeeman: Divisão dos níveis de energia atômica por campo magnético.