Grundlagen: Energieniveaus und Feinstruktur

Die Abbildung zeigt die niedrigsten Energieniveaus aus dem Termschema von Helium.

Gegeben sind Energien und Drehimpuls der Niveaus. Feinstruktur und weitere Korrekturen wurden nicht eingezeichnet.

1. Beschriften Sie die Energieniveaus mit all ihren entsprechenden spektroskopischen Symbolen. Welches der beiden Schemata gehört zum Triplett und welches zum Singulett-Helium?
2. Erläutern Sie den Unterschied zwischen dem Triplett- und Singulett-System des Helium-Atoms. Welches der beiden Systeme weist für Feinstrukturaufspaltung auf? Begründen Sie Ihre Antwort.
3. Warum gibt es keinen -Zustand? Geben Sie für diesen hypothetischen Zustand für beide Elektronen alle relevanten Quantenzahlen an.
4. Warum werden die Übergänge und nicht beobachtet?

Skizzieren Sie das Energiespektrum im Para- und Orthohelium für und .

• Welche Feinstruktur beobachtet man beim Para-Helium?
• Welche Hauptquantenzahl hat der niedrigste Energiezustand?

1. Wie viele Elektronen befinden sich in der und des Natriumatoms?
2. Welche Ionisierungsenergie hat das Natriumatom?
3. Welche Wellenlänge emittiert ein Natriumion beim Elektroneneinfang in die Valenzschale?
4. Welchen Radius hat die dritte BOHR-Bahn?
5. Welches Termsymbol hat Natrium im Grundzustand?

1. Welche Elektronenkonfiguration hat das Uranatom?
2. Welche höchste Oxidationsstufe (Wertigkeit) besitzt Uran in chemischen Verbindungen?
3. Wie groß ist die Bahngeschwindigkeit im BOHR-Modell im Vergleich zu anderen Atomen?

1. Mit welcher Kraft ziehen sich Elektron und Proton im Wasserstoffatom an?
2. Welche Gravitationskraft wirkt im H-Atom?
3. Wie groß ist die Ionisierungsenergie?
4. Wie unterscheidet sich das 1. Energieniveau beim H- und He-Atom?
5. Berechnen Sie die Linien der BALMER-Serie.

In welchem Winkel stellt sich das maximal mögliche magnetische Bahnmoment des Elektrons im homogenen, äußeren Magnetfeld ein?

Energiezustand Spin vernachlässigbar.

Geben Sie die Quantenzahlen und Termsymbole für das Kohlenstoffatom im Grundzustand an.