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Química · Glossário

O que é Acoplamento spin–órbita, estrutura fina?

Também chamado de: acoplamento spin--orbita · estrutura fina

Definição 2.20 Química universitária — 3.º ano · Capítulo 2 — Átomos polieletrônicos e símbolos de termo

O acoplamento spin–órbita é a interação entre os momentos magnéticos do spin de um elétron e de seu movimento orbital, escrita A L^⋅S^/ℏ2A\,\hat{\mathbf L}\cdot\hat{\mathbf S}/\hbar^2 para um termo. Ele desdobra um termo em seus níveis de JJ diferentes: a estrutura fina do termo.

As raias D do sódio. O nível 3p é desdobrado pelo acoplamento spin–órbita em 2P_1/2 e 2P_3/2; a emissão para o nível fundamental 3s dá duas raias amarelas, D_1 em 589.76\, nm e D_2 em 589.16\, nm (comprimentos de onda no vácuo).
As raias D do sódio. O nível 3p3p é desdobrado pelo acoplamento spin–órbita em 2{}^2P1/2_{1/2} e 2{}^2P3/2_{3/2}; a emissão para o nível fundamental 3s3s dá duas raias amarelas, D1_1 em 589.76 nm589.76\,\mathrm{nm} e D2_2 em 589.16 nm589.16\,\mathrm{nm} (comprimentos de onda no vácuo).

Exemplos

Exemplo 2.22 (Testando a regra dos intervalos)

Para 3{}^3P, a regra prevê intervalos na razão J=2:1J = 2 : 1, isto é, 2. Carbono: (43.4−16.4)/16.4=1.65(43.4 - 16.4)/16.4 = 1.65. Oxigênio (2p42p^4, invertido, 3P2{}^{3}\mathrm{P}_{2} mais baixo, depois J=1J = 1 a 158.3 cm−1158.3\,\mathrm{cm}^{-1} e J=0J = 0 a 227.0 cm−1227.0\,\mathrm{cm}^{-1}): 158.3/68.7=2.30158.3/68.7 = 2.30. A regra vale com 20 % de margem: o acoplamento de Russell–Saunders é uma boa descrição dos átomos leves, não uma descrição exata.

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