Сформулюйте правила відбору для квантових чисел одноелектронних атомів. У чому причина появи правил відбору?

Стан електрона в атомі водню та воднеподібних атомах визначається такими квантовими числами:

1. – головне квантове число. Від цього квантового числа головним чином залежить енергія електрона в атомі. Може набувати значень . Правила відбору відсутні.

2. – орбітальне квантове число. Визначає орбітальний момент імпульсу електрона . Межі зміни: . Правило відбору для електродипольних переходів: . Вводяться наступні позначення станів і термів, відповідно до значення квантового числа : якщо , то атом знаходиться в -стані, якому відповідає -терм, при маємо -стан, -терм, при – -стан та -терм і т.д.

3. – магнітне орбітальне квантове число. Визначає проекцію орбітального моменту електрона на певний напрямок (наприклад, напрямок вектора напруженості магнітного поля) . Межі зміни . Правила відбору: .

4. – спінове квантове число. Визначає власний механічний (спіновий) момент електрона , . Правила відбору: .

5. – магнітне спінове число. Визначає проекцію спінового моменту на виділений напрямок . Квантове число набуває значень: . Правила відбору: .

6. – внутрішнє квантове число. Визначає повний механічний момент електрона , . Межі зміни: . Правила відбору: . Квантове число вводиться при врахуванні спін-орбітальної взаємодії.

7. – магнітне квантове число. Характеризує просторову орієнтацію повного механічного моменту електрона . Межі зміни: . Правила відбору: .

8. – спінове число ядра. Залежить від кількості протонів та нейтронів у ядрі. Інформацію про значення цього числа можна знайти в [14]. Для ядра атома водню (протона) .

9. – повне квантове число атома. Визначає повний механічний момент атома , . Межі зміни: . Для атома водню . Правила відбору , .

10. – магнітне квантове число атома. Визначає просторову орієнтацію повного механічного моменту атома . Межі зміни: . Правила відбору:

Квантові числа вводяться при розгляді тонкої та надтонкої структури енергетичних рівнів, яка обумовлена спін-орбітальною взаємодією та взаємодією механічного моменту електрона зі спіновим моментом ядра.

Квантові числа відіграють важливу роль при наявності зовнішніх електричного або магнітного полів.