He fet una web per si es vol comprovar el càlcul dels termes espectrals donada una configuració electrònica. La deixo aquí per si és útil i ajuda a seguir les explicacions de la teoria.
Calculadora de Termes Espectrals Atòmics
Donada una configuració electrònica, acoblem els moments angulars $s$ i $l$ dels electrons per obtenir els possibles moments angulars totals de l’àtom $S$, $L$ i $J$, així com la seva paritat.
Aquests detalls que caracteritzen l’estat de l’àtom els agrupem en una notació que anomenem “terme espectral”, de la forma:
$$ ^{2S+1}L_J^\text{e/o} $$
Degut a la naturalesa quàntica, el terme espectral real de l’àtom està indeterminat i l’únic que podem dir és quin conjunt de termes espectrals vàlids podríem obtenir.
Cada terme espectral tindrà associat un nivell d’energia (una línia espectral) i serà més o menys possible de ser mesurat en funció de la seva energia (a més energia menys probable).
El nostre objectiu serà donada una configuració electrònica trobar tots els termes espectrals vàlids possibles de l’àtom i després mitjançant les regles de Hund ordenar-los energèticament.
Finalment un cop tenim els termes espectrals possibles i els tenim ordenats energèticament, a partir del hamiltonià del nostre sistema o de la regla de l’interval de Landé podrem assignar una energia real (p. ex: $-13.6\text{eV}$) a cada un d’ells.
Un àtom té un nucli i un seguit d’electrons localitzats en orbitals. Cada electró té un moment angular intrínsec $s=1/2$ i un moment angular orbital $l$.
Considerem orbital a l’espai on hi caben 2 electrons (per exemple $1\text{s}$, $2\text{p}x$, $4\text{d}{yz}$, etc.) i considerem subcapa electrònica als orbitals amb la mateixa $l$ (per exemple $1\text{s}$, $2\text{p}$, $4\text{d}$, etc.). Cada subcapa electrònica conté $2(2l+1)$ orbitals equivalents.
Nota: als apunts del Varea s’utilitza “capa” per referir-se a les regions $2 \rm p$, $4\rm d$... nosaltres fem servir “subcapa” perquè és la terminologia estàndard utilitzada en la majoria de llibres o recursos online sobre física atòmica (vure el Brandsen o la Viquipèdia com a exemples). Així doncs per nosaltres “capa” correspondrà al nivell d’energia (és a dir segona capa vol dir $n=2$, tercera $n=3$, etc.).
Cada subcapa electrònica tindrà un corresponent moment angular de spin $S_\text{subcapa}$ i un moment angular orbital $L_\text{subcapa}$. Al mateix temps aquestes capes es combinen per donar un moment angular orbital de l’àtom $L$ i un moment angular de spin de l’àtom $S$.
Nota: diem “de l’àtom” però realment és del núvol electrònic (el nucli l’ignorem en física atòmica).
En breus explicarem com es “combinen” (acoblen) els moments angulars i quin significat físic té fer-ho, però abans de tot és important que tinguem en ment el següent fet.