ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Атомные спектры. Развитие квантовых представлений в химии из "Общая и неорганическая химия" Атомы В возбужденном состоянии способны испускдть или поглощать излучение определенных длин волн (или определенных частот), поэтому атомные спектры строго индивидуальны для данного химического элемента. [c.11] Атомный (элементный) анализ яаиболее часто проводят по спектрам испускания - эмиссионный опсктральный анализ. Исследуемое вещество вводят в источник излучения, где вещество диссоциирует иа атомы, которые переходят в возбужденное состояние. Испускаемое ими излучение разлагается в спектр, для чего его пропускают через призму из стекла или из кварца. Спектр регистрируют на фотографической пластинке или другими способами. Для возбуждения спектра и его регистрации применяют спектральные приборы - спектрографы (рис. 1.1). [c.11] Входящая в эту формулу константа R называется постоянной Ридберга. [c.12] При изучении спектра водорода в дальней УФ и инфракрасной (ИК) областях было обнаружено еще несколько серий линий, названных по имени исследовавших их ученых сериями Лаймана (УФ-область), Пашена, Брэкетта и Пфунда (ИК-область). Оказалось, что волновые числа линий этих серий выражаются ( юр-мулами, аналогичными формуле Бальмера, содержащими вместо 2 соответственно 1, Ъ , 4 и 5. [c.12] Как видно из (1.4), число линий в спектре водорода бесконечно велико (по краям серий, соответствующим большим значениям rtj, линии располагаются очень близко друг к другу и становятся трудно различимыми). Таким образом, большое число линий, наблюдаемых в спектре водорода, описывается весьма простой зависимостью. [c.13] В дальнейшем Эйнштейн распространил представления Планка о дискретности энергии на электромагнитное излучение, указав, что его можно рассматривать как поток квантов (см. разд. 1.3). [c.14] Поскольку каждая спектральная линия характеризуется строго определенной длиной волны, а следовательно, и строго определенной частотой, то это означает, что атомы могут испускать или поглощать кванты света только строго определенной энергии, которая для каждой спектральной линии может быть вычислена по уравнению (1.8). [c.14] Значение энергии электрона в атоме согласно (1.10) получается со знаком минус. Это связано с тем, что за состояние с нулевой энергией принимают то, в котором электрон с кинетической энергией, равной нулю, удален от ядра на бесконечно большое расстояние, и по мере приближения электрона к ядру атома энергия электрона уменьшается, т. е. становится отрицательной величиной, абсолютное значение которой растет с уменьшением расстояния между электроном и ядром. [c.15] Так как энергия электронов в атомах квантована, то гоно-рят, что в атомах существуют определенные уровни энергии, или энергетические уровни электронов. [c.15] Совокупность энергетических уровней в атоме составляет его энергетический спектр. Переходом электрона с одного энергетического уровня на последующий (более высокий или более низкий) объясняется происхождение линий в атомных спектрах испускания или поглощения. Таким образом, дискретному энергетическому спектру атома соответствует его оптический спектр. Изучение молекулярных спектров приводит к выводу, что и в молекулах имеется набор дозволенных уровней энергии электронов (см. разд. 2.3). Уровни энергии в атоме водорода представлены на рис. 1.4, который объясняет также возникновение спектральных линий при переходе электрона с одного уровня энергии на другой . [c.15] Современные приборы для изучения спектров отличаются высокой точностью. Так, длины волн спектральных линий обычно определяют с точностью порядка 0,0001%, а часто и значительно более высокой. [c.15] Кроме спектральных данных имеегся много других фактов, свидетельствующих о том, что электроны в атоме обладают строго определенными энергаями. [c.16] Следовательно, радиус первой боровской орбиты, обозначаемый Оо. составляет 52,9 пм, что согласуется по порядку величины с известными размерами атомов. Величина оо имеет большое значение в теории строения атома. [c.16] Вернуться к основной статье