ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оптические и рентгеновские спектры атомов из "Курс общей и неорганической химии" Оптические спектры атомов. Оптическим спектром называется совокупность ряда серий, каждая из которых состоит из группы спектральных линий, длина волн которых колеблется приблизительно от 10 до 10 м (1000—1000000 А). Механизм образования оптических спектров при возбуждении сложных атомов тот же, что и у атома водорода. Отдельные линии этих спектров отражают разнообразнейшие перескоки электронов внешнего слоя. [c.29] Оптические спектры атомов экспериментально сравнительно хорошо изучены и систематизированы. На основе их изучения можно вскрыть в деталях структуру наружного слоя электронной оболочки атомов. Этот вопрос исчерпывающим образом излагается в пособиях по спектроскопии. [c.29] Рентгеновские лучи. Рентгеновскими лучами называются электромагнитные излучения, длина волны которых колеблется в пределах 0,06—20 А. [c.30] Рентгеновские лучи получаются в рентгеновских трубках при бомбардировке электронами антикатода (рис. 13). [c.30] Спектр рентгеновских лучей. Чтобы исследовать линейчатый спектр рентгеновских лучей, нельзя для дифракции их пользоваться призмой или обычной дифракционной решеткой, даже если бы на последней было нанесено до 1700 параллельных черточек на протяжении одного миллиметра. Для таких коротких волн (А. = 0,06—20 А) нужна дифракционная решетка, на которой помещалось бы до миллиона делений в одном миллиметре. Но сделать такую решетку невозможно. [c.30] Профессору Лауэ в 1912 г. пришла счастливая мысль применить в качестве дифракционной кристаллическую решетку. Атомы в кристалле, как известно, расположены в определенном порядке на расстоянии около ле друг от друга, т. е. на расстоянии того же порядка, что и длины волн рентгеновского излучения. Поэтому кристалл представляет собой как бы очень частую дифракционную решетку, которая способна дать спектр даже такого коротковолнового излучения, как рентгеновское. [c.30] Скоро удалось построить приборы (приборы Лауэ, Браггов, Дебая и Шерера и др.), с помощью которых можно получить спектры рентгеновских лучей для почти всех известных элементов. Для этого делают антикатод из того металла, спектр которого желают исследовать, или на антикатод из платины (вольфрама) наносят слой соединения исследуемого элемента. Прямыми измерениями удалось исследовать рентгеновские спектры атомов, начиная от натрия и кончая ураном. [c.30] Характеристические рентгеновские лучи образуются тогда, когда электроны возвращаются на вакантные места внутренних квантовых уровней, с которых были удалены электроны за счет внешней энергии. [c.30] На рис. 14 изображены схематически уровни энергии внутри электронной оболочки атома, ядро которого окружено 5 слоями электронов и схема образования важнейших линий рентгеновского спектра. [c.31] При нарастании 2 меняется только длина волны (X), а именно чем выше 2, тем короче длина волны. [c.31] Атомы Ъл — и, кроме серии К, дают еще серию I. Она состоит из 10—14 линий. Наиболее яркую из них обозначают И здесь при увеличении 2 длина волны уменьшается. [c.31] У атомов с 2 == 60—92 наблюдаются еще серии М, N, О, Р, Q. [c.31] Для примера (табл. 10) приведем длины волн (Я.) серий К, Ь, М для вольфрама (2 = 74). [c.31] Связь между волновым числом характеристического рентгеновского излучения и порядковым номером элемента дается законом Мозли. [c.31] Сравнивать, конечно, нужно одни и те же линии какой-нибудь определенной серии. Мозли нашел свой закон, сравнивая наиболее яркую из линий серии К (Ка) для группы атомов 2п — N(1 и наиболее яркую из линий серии /, — для атомов с большим зарядом ядра. [c.32] Когда Мозли открыл этот закон (1914 г.), не заняты были следующие порядковые номера 43, 61, 72, 75, 85, 87, т. е. не были известны атомы соответствующих 2. Очень скоро (1922 г.) Гевеши и Костер открыли элемент, который они назвали гафнием (Hafnium — название римской колонии, где теперь находится город Копенгаген). Этот элемент занял 72 место (2 = 72). [c.32] Затем в 1925 г. Ноддак, Берг и Такке, исследуя рентгеновские спектры продуктов, выделенных из ряда минералов (колумбиты, танталиты), открыли новый элемент, названный ими рением (2 = 75). [c.32] Таким образом, из 92 элементов, от водорода до урана, оставался неизвестным лишь 61-й элемент. Кроме того, можно было ожидать синтеза элементов с зарядом больше 92. В 1940 г. были синтезированы 2 новых элемента Мак-Миллан и Абельсон из продуктов нейтронного облучения урана выделили 93 элемент — нептуний, а Сиборг, Мак-Миллан, Кеннеди и Валь синтезировали 94 элемент — плутоний . [c.33] Вернуться к основной статье