题目
8【判断题】氦原子基态的1s^2组态中,由于两个电子在同一轨道上,自旋方向必然相反,因此原子的总自旋磁量子数为0。A. 对B. 错
8【判断题】氦原子基态的$1s^2$组态中,由于两个电子在同一轨道上,自旋方向必然相反,因此原子的总自旋磁量子数为0。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
本题考查原子结构中电子自旋和总自旋磁量子数的相关知识。解题思路是依据泡利不相容原理判断氦原子基态 $1s^2$ 组态中两个电子的自旋方向,再根据总自旋磁量子数的计算方法得出结果。
- 依据泡利不相容原理判断电子自旋方向:
泡利不相容原理指出,在一个原子中,不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数(主量子数 $n$、角量子数 $l$、磁量子数 $m_l$ 和自旋磁量子数 $m_s$)。对于氦原子基态的 $1s^2$ 组态,两个电子的主量子数 $n = 1$,角量子数 $l = 0$,磁量子数 $m_l = 0$ 都相同,所以它们的自旋磁量子数 $m_s$ 必然不同。电子的自旋磁量子数 $m_s$ 只有两个取值,即 $+\frac{1}{2}$ 和 $-\frac{1}{2}$,这意味着两个电子的自旋方向必然相反。 - 计算总自旋磁量子数 $M_S$:
总自旋磁量子数 $M_S$ 是各个电子自旋磁量子数 $m_{s_i}$ 的代数和,即 $M_S=\sum_{i}m_{s_i}$。在氦原子基态 $1s^2$ 组态中,一个电子的 $m_{s1}=+\frac{1}{2}$,另一个电子的 $m_{s2}=-\frac{1}{2}$,则 $M_S = m_{s1}+m_{s2}=+\frac{1}{2}+(-\frac{1}{2}) = 0$。