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.


Předchozí     Následující