nP = 2 S (S + 1), µ = nP µ B 外场方向 µ J = 2 Sµ B
说明过渡族元素的离子磁矩主要由电子自旋作贡献,而 轨道角动量不作贡献,这是“轨道角动量猝灭”所致。
过渡元素的原子或离子组成物质时,电子的外 层由于受到晶体场作用,方向是变动的,不能产 生轨道磁矩,即轨道角动量冻结,因而不考虑L 磁性物质中(朗之万定理修正—即外场方向):
根据原子的矢量模型,原子总角动量PJ是总 轨道角动量PL与总自旋角动量PS的矢量和:
v v v PJ = PL + PS = J ( J + 1)h
总角量子数:J=L+S, L+S-1,…… |L-S|。 原子总角动量在外磁场方向的分量为
(PJ )H = m J h
总磁量子数:mJ =J,J-1,……-J
结论:满壳层电子的总动量矩和总磁矩为零,只有未
成对的电子磁矩对原子的总磁矩作贡献,未满壳层——
磁性电子壳层
2.角动量耦合 原子的总动量由电子的轨道角动量和自旋 角动量以矢量叠加方式合成,主要由:L- S,jj和LS+jj 耦合三种 L-S耦合:各电子的轨道运动间有较强的相 互作用∑li → L,∑si →S , J=S+L 发生与原子序数较小的原子中(Z<32)。 j-j耦合:各电子轨道运动与本身的自旋相互 作用较强,∑(li+si) → ji,∑ji →J ,Z>82 LS+jj耦合: 32<Z<82 铁磁体中,原子的总角动量大都属于L-S耦合
Pl = l (l + 1)h
其中l=0,1,2…n-1 ,h
=h
2π
e ∴ µ l = l (l + 1) h 2m