3.4 Metoda silné vazby (vazba jj)
Metoda silné vazby vychází při popisu víceelektronového atomu z opačného předpokladu než metoda slabé vazby. Interakce mezi spinem a orbitálním momentem hybnosti (spin-orbitální interakce) pro jednotlivý elektron je mnohem větší než zbytková interakce mezi elektrony navzájem. V takovém případě je možno na základě poruchové teorie považovat zbytkovou interakci elektronů za poruchu a popisovat stav víceelektronového atomu v nultém přiblížení pomocí vlnových funkcí neporušeného hamiltoniánu.
Při zanedbání zbytkové interakce je možno vlnové funkce (vlastní funkce neporušeného hamiltoniánu ) hledat současně jako vlastní funkce operátorů z-ové složky a velikosti celkového vlastního momentu hybnosti , i = 1,2…Z, kde a představují spin a orbitální moment hybnosti i-tého elektronu v atomu se Z elektrony. To je dáno tím, že v nepřítomnosti zbytkové interakce by se kromě celkového momentu hybnosti zachovávaly rovněž , což v kvantové mechanice znamená, že jsou splněny komutační relace ve tvaru:
a ,
kde nulový operátor a hranaté závorky označují komutátor. Odtud vyplývá, že vlnové funkce je možno skutečně hledat jako společné vlnové funkce výše uvedených operátorů. Tyto vlastní funkce pak můžeme číslovat odpovídajícími kvantovými čísly a . Analogicky jako u metody slabé vazby můžeme volit pro popis víceelektronového atomu jiný soubor kvantových čísel.
Protože se zachovává, platí současně komutační relace
a .
Můžeme tedy hledat vlastní funkce jako společné vlastní funkce systému operátorů . Stav víceelektronového atomu je pak popsán odpovídajícími kvantovými čísly , J a , nikoliv však jednoznačně, protože pro dané můžeme určitou hodnotu J a dostat pro různé kombinace hodnot .
Na rozdíl od slabé vazby se případ silné vazby nevyskytuje v „čisté podobě“, tzn. zbytková interakce u atomů nebývá výrazně menší než spinorbitální interakce. Nejlépe splňují předpoklady metody silné vazby elektrony ve vyšších excitovaných stavech u těžších atomů. U těchto těžších atomů je třeba pro získání spektra odpovídajícího experimentu uvažovat superpozice stavů získaných v rámci metody silné a slabé vazby, přičemž pro elektrony vnitřních slupek se jedná téměř o „čistou“ slabou vazbu.