Question

硼原子基态的电子组态？组态的宇称？LS耦合的原子态的有效磁矩？

Answer 1

硼原子的原子序数为5，其基态的电子组态为1s2 2s2 2p1，其中最外层电子是一个未成对的p电子。
根据洪特规则，硼原子的基态电子组态的宇称为正的，因为1s2和2s2电子都是成对的，而2p1电子是未成对的。
对于一个原子的多个电子，它们的自旋和轨道角动量可以相互耦合，形成总角动量J。在LS耦合下，先将所有电子的自旋和轨道角动量分别耦合，得到它们各自的总角动量S和L，然后再将S和L相互耦合，得到总角动量J。
对于硼原子的基态，由于只有一个未成对的p电子，其轨道角动量L为1，自旋角动量S为1/2，因此总角动量J可以取1/2或3/2。硼原子的基态具有2S+1个不同的可能总角动量J的状态，分别是2S+1=2和2S+1=4，它们分别称为$^2$P和$^4$P。
对于LS耦合的原子态，其有效磁矩可以通过计算来得到。对于硼原子的基态$^2$P和$^4$P，它们的有效磁矩分别为μ=$\sqrt{3}$/2μB和$\sqrt{15}$/2μB，其中μB为玻尔磁子。