ਰਸਾਇਣ

ਕੁਆਂਟਮ ਥਿਊਰੀ ਅਤੇ ਸਪੈਕਟ੍ਰੋਸਕੋਪੀ


ਮਲਟੀ-ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਅਵਸਥਾਵਾਂ (ਸ਼ਾਮਲ ਸ਼ਰਤਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਊਰਜਾ ਅੰਤਰ)

ਬਹੁ-ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਪਰਮਾਣੂਆਂ (ਅਤੇ ਅਣੂਆਂ) ਦੇ ਸਪੈਕਟ੍ਰਾ ਲਈ ਹੇਠਾਂ ਦਿੱਤੇ ਸਿਧਾਂਤ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਪਰਮਾਣੂ 'ਤੇ ਲਾਗੂ ਹੁੰਦੇ ਹਨ: ਹਰੇਕ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਰੇਖਾ ਦੋ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਤਬਦੀਲੀ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੀ ਹੈ। ਬਹੁ-ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿੱਚ, ਹਾਲਾਂਕਿ, ਵੱਖ-ਵੱਖ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰਾਂ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹਨ, ਕਿਉਂਕਿ ਇੱਕ ਮੁੱਖ ਕੁਆਂਟਮ ਸੰਖਿਆ ਦੇ ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਔਰਬਿਟਲ ਹੁਣ ਡੀਜਨਰੇਟ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੇ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਐਟਮਿਕ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਪਰਸਪਰ ਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਕੁੱਲ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਵਾਧੂ ਯੋਗਦਾਨ ਪਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਸਲਈ, ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਵਧਦੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਪਰਮਾਣੂ ਸਪੈਕਟਰਾ ਵਧਦੀ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਹੁੰਦਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਹੀਲੀਅਮ ਪਰਮਾਣੂ

ਦੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਵਾਲੇ ਹੀਲੀਅਮ ਐਟਮ ਦੇ ਨਾਲ ਵੀ, ਸ਼੍ਰੋਡਿੰਗਰ ਸਮੀਕਰਨ ਨੂੰ ਸਹੀ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣਾਤਮਕ ਹੱਲ ਦੇਣਾ ਹੁਣ ਸੰਭਵ ਨਹੀਂ ਹੈ। ਫਿਰ ਵੀ, ਹੀਲੀਅਮ ਐਟਮ ਵਿੱਚ ਨਿਯਮਾਂ ਅਤੇ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਬਾਰੇ ਕੁਝ ਬਿਆਨ ਦਿੱਤੇ ਜਾ ਸਕਦੇ ਹਨ:

- ਮੂਲ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ, ਹੀਲੀਅਮ ਦੀ ਸੰਰਚਨਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ 1s2.

- ਪਹਿਲੀ ਉਤਸਾਹਿਤ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ, ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਅਗਲੀ ਉੱਚੀ ਔਰਬਿਟਲ ਵਿੱਚ ਬਦਲਦਾ ਹੈ, ਇਹ ਸੰਰਚਨਾ ਫਿਰ ਇਸਦੇ ਨਾਲ ਬਣ ਜਾਂਦੀ ਹੈ 1s12 ਐੱਸ1 ਮਨੋਨੀਤ

ਇਸ ਉਤੇਜਿਤ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ, ਦੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦੇ ਸਪਿਨਾਂ ਨੂੰ ਜਾਂ ਤਾਂ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਜਾਂ ਵਿਰੋਧੀ-ਸਮਾਂਤਰ ਇੱਕਸਾਰ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਪਹਿਲੀ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਟ੍ਰਿਪਲਟ ਅਵਸਥਾ ਦੀ ਗੱਲ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਦੂਜੀ ਸੰਰਚਨਾ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲਟ ਅਵਸਥਾ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੀ ਹੈ। ਟ੍ਰਿਪਲਟ ਅਵਸਥਾ ਸਿੰਗਲਟ ਅਵਸਥਾ ਨਾਲੋਂ ਊਰਜਾਤਮਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਘੱਟ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਕੌਲੰਬ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਸਪਿੱਨ ਸਬੰਧਾਂ ਦੁਆਰਾ ਘਟਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਮਲਟੀ-ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਹੋਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਸਪਿੱਨ-ਔਰਬਿਟ ਕਪਲਿੰਗ ਹੈ। ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਵਾਪਰਦਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਸਪਿੱਨ ਅਤੇ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਦੇ ਔਰਬਿਟਲ ਐਂਗੁਲਰ ਮੋਮੈਂਟਮ ਦੋਵਾਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਚੁੰਬਕੀ ਮੋਮੈਂਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਦੋ ਚੁੰਬਕੀ ਪਲ ਆਪਸ ਵਿੱਚ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਾ ਸਕਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਇੱਕ ਦਿੱਤੀ ਅਵਸਥਾ ਦੀ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਬਦਲ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਸਪਿੱਨ-ਔਰਬਿਟ ਕਪਲਿੰਗ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਨੂੰ ਹੇਠਾਂ ਦਿੱਤੇ ਫਾਰਮੂਲੇ ਨਾਲ ਦਿੱਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:

ਈ.l,ਐੱਸ,ਜੇ=12ਐੱਚcਏ.(ਜੇ(ਜੇ+1)l(l+1)ਐੱਸ(ਐੱਸ+1))

ਏ. - ਸਪਿੱਨ-ਔਰਬਿਟ ਕਪਲਿੰਗ ਸਥਿਰ (ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵੇਵਨੰਬਰ ਵਜੋਂ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ)ਐੱਸ - ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਦਾ ਸਪਿਨ l - ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਦਾ ਔਰਬਿਟਲ ਐਂਗੁਲਰ ਮੋਮੈਂਟਮ ਜੇ - ਕੁੱਲ ਐਂਗੁਲਰ ਮੋਮੈਂਟਮ (ਸਪਿਨ ਅਤੇ ਔਰਬਿਟਲ ਐਂਗੁਲਰ ਮੋਮੈਂਟਮ ਦਾ ਵੈਕਟਰ ਜੋੜ)

ਇੱਕ ਪਰਮਾਣੂ ਦੀਆਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਅਵਸਥਾਵਾਂ ਨੂੰ ਸਰਲ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਵਰਣਨ ਕਰਨ ਲਈ, ਸ਼ਬਦ ਚਿੰਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਦੀ ਸਲਾਹ ਦਿੱਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਹੇਠਾਂ ਦਿੱਤੀ ਸਕੀਮ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ ਸਥਾਪਤ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ।

ਐੱਲ.2ਐੱਸ.+1

- L ਦਾ ਅਰਥ ਕੁੱਲ ਔਰਬਿਟਲ ਐਂਗੁਲਰ ਮੋਮੈਂਟਮ ਕੁਆਂਟਮ ਨੰਬਰ ਹੈ ਅਤੇ ਵੱਡੇ ਅੱਖਰਾਂ S, P, D, F ਆਦਿ ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। - ਸਮੀਕਰਨ 2 S + 1 ਸ਼ਬਦ ਦੀ ਬਹੁਲਤਾ ਦਿੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਹਮੇਸ਼ਾ ਇੱਕ ਪੂਰਨ ਅੰਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। - ਸੂਚਕਾਂਕ J ਕੁੱਲ ਐਂਗੁਲਰ ਮੋਮੈਂਟਮ ਕੁਆਂਟਮ ਨੰਬਰ (J = L + S) ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਅੱਧਾ ਜਾਂ ਪੂਰਨ ਸੰਖਿਆਵਾਂ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਇੱਕ ਬਹੁ-ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਐਟਮ ਦੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਸੰਰਚਨਾ ਨੂੰ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਟਰਮ ਸਿੰਬਲ ਵਿੱਚ ਸੰਖੇਪ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। ਸ਼ਬਦ ਚਿੰਨ੍ਹਾਂ ਦੀਆਂ ਉਦਾਹਰਨਾਂ ਹਨ ਬੀ. 2ਐੱਸ.1/2 ਜ਼ਮੀਨੀ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਸੋਡੀਅਮ ਐਟਮ ਲਈ ਜਾਂ 2ਪੀ.1/2 ਅਤੇ 2ਪੀ.3/2 ਪਹਿਲੇ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਰਾਜਾਂ ਲਈ. ਜ਼ਮੀਨੀ ਅਵਸਥਾ ਤੋਂ ਦੋ ਉਤੇਜਿਤ ਅਵਸਥਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਪੀਲੀ ਡਬਲ ਸੋਡੀਅਮ ਲਾਈਨ ਨਾਲ ਬਿਲਕੁਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੀ ਹੈ।