связь векторная

СВЯЗЬ ВЕКТОРНАЯ - наглядная модель векторного сложения орбитальных l_i и спиновых s_i моментов в полный момент J квантовой системы (атома, атомного ядра, молекулы), характеризующая взаимодействие электронов в атомах и молекулах и нуклонов в атомных ядрах.

В нулевом приближении энергия атома определяется сферически симметричной частью электростатич. взаимодействия V_эс электронов с ядром и между собой. При этом каждый уровень энергии системы, имеющий конфигурацию , оказывается 2ⁱ(2l₁+l)(2l₂+l)...(2l_i+1)- кратно вырожденным в соответствии с числом возможных проекций орбитального и спинового моментов.

Нецентральная часть взаимодействия V_эс и спин-орбитальное взаимодействие V_co приводят к расщеплению уровня энергии атома на подуровни, относительное расположение к-рых во мн. случаях можно описать с помощью определённой схемы сложения моментов l_i и s_i т. е. типом С. в.

Для двух неэквивалентных электронов с моментами l₁, s_i и l₂, s₂ возможны след. типы С. в.:

При любой схеме С. в. векторное сложение всех моментов даёт один и тот же полный момент J системы. Два промежуточных квантовых числа используются для обозначения типа связи и классификации подуровней энергии.

Для электронной оболочки из эквивалентных электронов (т. е. электронов, состояние к-рых описывается одинаковым набором квантовых чисел) вследствие Паули принципа возможны лишь LS- или jj-типы С. в., в к-рых все электроны участвуют симметричным образом, что следует из принципа неразличимости электронов.

Каждый тип С. в. характеризует относит. величины разл. типов взаимодействия электронов. В случае LS-связи (наз. ещё нормальной или рассел-саундеровской связью) электростатич. взаимодействие намного больше спин-орбитального: . Нормальная связь характерна для не очень тяжелых нейтральных и слабоионизов. атомов, находящихся в не слишком высоковозбуждённых состояниях. В противоположном случае реализуется jj-связь. Она используется для описания уровней энергии тяжёлых атомов и многозарядных ионов. Переход от LS- к jj-типу С. в. с ростом заряда ядра Z объясняется разной зависимостью взаимодействий от Z: электростатич. взаимодействие, а спин-орбитальное. Поэтому в изоэлектронном ряду с ростом Z происходит непрерывный переход от LS- к jj-связи. Относит. роль взаимодействий У_эс и V_co может быть различной для разных уровней энергии одного и того же атома или иона, поэтому при классификации энергетич. спектра одной и той же конфигурации часто используются разл. типы С. в.

Нормальная и jj-связи наз. однородными типами связи, a LK- и jK-связи - неоднородными. В ряде случаев ни один из типов «чистой» связи не является точным и приходится использовать промежуточные типы связи. Общее число уровней с данным J одинаково для всех типов связи. (Классификацию уровней энергии см. в СТ. Мультиплетность.)

Лит.: Никитин А. А., Рудзикас З. Б., Основы теории спектров атомов и ионов, М., 1983. В. П. Шевелъко.

   <<      Предметный указатель      >>