Квазиклассический метод анализа и оценки орбитальных энергий связи в многоэлектронных атомах и ионах

Исследуются орбитальные энергии связи в основном состоянии многоэлектронных элементов, полученные в экспериментах или в квантово-механических расчётах. Анализируется их зависимость от атомного номера и степени ионизации. В квазиклассическом приближении с использованием условия квантования Бора—Зоммерфельда показано, что для энергий связи электронов в заполненных оболочках атомов и ионов приближённо выполняется скейлинг, подобный тому, который имеется в модели Томаса—Ферми, но с двумя другими функциями-коэффициентами. Предложен эффективный метод представления энергий связи электронов в большом числе атомов через эти две функции. В результате наглядно проявляются особенности элементов главных и промежуточных групп, влияние релятивистских эффектов. Для найденных функций-коэффициентов построены простые интерполяционные выражения. Их использование даёт возможность с точностью ≤ 10% для средних элементов и с точностью от 10% до 30% для тяжёлых оценивать орбитальные энергии связи в заполненных оболочках многоэлектронных атомов и ионов. Эти результаты могут быть использованы в качестве начального приближения в прецизионных расчётах характеристик атомов и ионов, а также для приближённых расчётов сечений ионизации многоэлектронных атомов и ионов электронами и тяжёлыми частицами при отсутствии в литературе более точных данных.

Текст pdf (384 Кб)

Скачивая файл я соглашаюсь с условиями использования.

English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2018.02.038289

Ключевые слова: периодическая система элементов, квазиклассическое приближение, электронные энергии связи в атоме и ионе, подобие по атомному номеру, степень ионизации, орбитальный момент
PACS: 03.65.−w, 31.10.+z, 31.15.bt (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2018.02.038289
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2019/2/e/
Web of Science

000466030200005
Scopus

2-s2.0-85067789561
ADS NASA

2019PhyU...62..186S
Цитата: Шпатаковская Г В "Квазиклассический метод анализа и оценки орбитальных энергий связи в многоэлектронных атомах и ионах" УФН 189 195–206 (2019)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 18 октября 2017, доработана: 20 января 2018, одобрена в печать: 9 февраля 2018

English citation: Shpatakovskaya G V “Semiclassical method of analysis and estimation of the orbital binding energies in many-electron atoms and ions” Phys. Usp. 62 186–197 (2019); DOI: 10.3367/UFNe.2018.02.038289

Список литературы (26) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (10) Похожие статьи (20)

Ландау Л Д, Лифшиц Е М Квантовая механика. Нерелятивистская теория (М.: Физматлит, 1989); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Quantum Mechanics. Non-Relativistic Theory (Oxford: Pergamon Press, 1977)
Киржниц Д А, Лозовик Ю Е, Шпатаковская Г В УФН 117 3 (1975); Kirzhnits D A, Lozovik Yu E, Shpatakovskaya G V Sov. Phys. Usp. 18 649 (1975)
Шпатаковская Г В УФН 182 457 (2012); Shpatakovskaya G V Phys. Usp. 55 429 (2012)
Dyachkov S A, Levashov P R Phys. Plasmas 21 052702 (2014)
Gombás P Die statistische Theorie des Atoms und ihre Anwendungen (Wein: Springer-Verlag, 1949); Пер. на русск. яз., Гомбаш П Статистическая теория атома и ее применения (М.: ИЛ, 1951)
Shevelko V P, Vinogradov A V Phys. Scripta 19 275 (1979)
Виноградов А В, Толстихин О И ЖЭТФ 96 1204 (1989); Vinogradov A V, Tolstikhin O I Sov. Phys. JETP 69 683 (1989)
Sigmund P Particle Penetration and Radiation Effects (Springer Series in Solid-State Sciences, Vol. 179) Vol. 2 (Berlin: Springer, 2014)
Desclaux J P Comput. Phys. Commun. 9 31 (1975)
Rashid Kh, Saadi M Z, Yasin M Atom. Data. Nucl. Data Tabl. 40 365 (1988)
Kotochigova S et al Phys. Rev. A 55 191 (1997)
Никифоров А Ф, Новиков В Г, Уваров В Б Квантово-статистические модели высокотемпературной плазмы (М.: Физматлит, 2000); Пер. на англ. яз., Nikiforov A F, Novikov V G, Uvarov V B Quantum-Statistical Models of Hot Dense Matter ((Basel: Birkhäuser Verlag, 2005)
Giannozzi P et al J. Phys. Condens. Matter 21 395502 (2009)
Kozlov M G et al Comput. Phys. Commun. 195 199 (2015)
Shpatakovskaya G V, Karpov V Ya J. Phys. Conf. Ser. 774 012002 (2016)
Карпов В Я, Шпатаковская Г В ЖЭТФ 151 435 (2017); Karpov V Ya, Shpatakovskaya G V JETP 124 369 (2017)
Shpatakovskaya G V Preprint No. 184 (Moscow: Keldysh Institute of Applied Mathematics, 2018)
X-Ray Data Booklet, Center for X-ray Optics and Advanced Light Source. Lawrence Berkeley National Laboratory, Update October 2009, http://xdb.lbl.gov/
Moore C E NBS Circular 467 Vol. 1 (Washington, DC: Department of Commerce, 1949); Moore C E NBS Circular 467 Vol. 2 (Washington, DC: Department of Commerce, 1952); Moore C E NBS Circular 467 Vol. 3 (Washington, DC: Department of Commerce, 1958)
Bearden J A, Burr A F Rev. Mod. Phys. 39 125 (1967)
Cardona M, Ley L (Eds) Photoemission in Solids Vol. 1 General Principles (Berlin: Shpringer-Verlag, 1978)
Fuggle J C, Mårtensson N J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 21 275 (1980)
Atomic Reference Data for Electronic Structure Calculations. NIST Standard Reference Database 141, http://www.nist.gov/pml/data/dftdata/index.cfm
The DREEBIT Ionization Energy Database, http://www.dreebit-ibt.com/ionization-energy-database.html
Шпатаковская Г В Письма в ЖЭТФ 73 306 (2001); Shpatakovskaya G V JETP Lett. 73 268 (2001)
Шпатаковская Г В Письма в ЖЭТФ 108 781 (2018); Shpatakovskaya G V JETP Lett. 108 768 (2018)