Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Спектры линейчатые атомов

    Экспериментальным обоснованием теории строения атома служат данные о спектрах электромагнитного излучения или поглощения атомами химических элементов. Эти спектры представляют собой характерные для каждого элемента наборы длин волн (линий) электромагнитного излучения, испускаемого (эмиттируемо-го) атомами при изменениях их энергетического состояния. Существование линейчатого (а не непрерывного) эмиссионного спектра свидетельствует о том, что атом может находиться не в любых, а лишь в некоторых определенных энергетических состояниях. Разность энергий каждой пары этих состояний, специфичная для ато- [c.45]


    Таким образом, теперь ясно видна необходимость использования трех квантовых чисел для описания энергии электрона. Каждое новое квантовое число вводилось для удовлетворения требований эксперимента. Однако даже с этими тремя квантовыми числами невозможно было полностью объяснить линейчатые спектры. Например, действие слабого магнитного поля приводит к так называемому аномальному эффекту Зеемана, который нельзя было понять на основе модели Бора — Зоммерфельда. Кроме того, у атома Бора и его вариантов было множество других недостатков. Одним из них, и, по-видимому, наиболее существенным, была невозможность применения теории Бора к более сложным атомам. Приложение ее к спектру даже такого простого атома, как атом гелия, приводило к полной неудаче, и все попытки понять основы периодической системы в рамках модели Бора были безуспешны. Это показывает, что все вышеизложенное верно только для одноэлектронной системы. Такое ограничение не имеет смысла, и поэтому очевидна необходимость найти что-то лучшее. [c.37]

    Во-вторых, Бор объяснил происхождение и характер спектра водорода. Давно было известно, что атомы водорода, активированные каким-либо способом (нагреванием или действием электрического поля), излучают свет. Спектр этого излучения состоит из воли строго определенной длины, т. е. спектр излучения не с1 лошной, а линейчатый. Согласно квантовой теории света это означает, что возбужденный атом водорода излучает кванты, об- [c.25]

    Теория Бора находилась в замечательном согласии со многими экспериментальными фактами и впервые дала удовлетворительное объяснение линейчатых спектров атомов (ср. рис. 1.5, стр. 28). Например, при помощи уравнения (1.3) можно было легко вычислить энергию, необходимую для ионизации атома в его основном состоянии, т. е. для того, чтобы удалить электрон от протона на бесконечно большое расстояние. Эта энергия просто равна / , и на рис. 1.5 она показана стрелкой, помеченной буквой /, которая является обычным обозначением энергии ионизации. Значение, вычисленное таким образом, находится в хорошем согласии с эк-.4 спериментально установленным. Более того, предполагая, что атом водорода, характеризуемый в некотором данном состоянии значением п, равным п, может перейти в другое состояние, которое характеризуется п", либо поглощая энергию (если п" > п. ), либо излучая ее (если п"<п ), Бор смог рассчитать частоты всех линий, наблюдаемых в спектрах поглощения и излучения атома водорода, используя уравнение (1.3) с Я, вычисленной по значениям фундаментальных констант, через которые выражена эта постоянная. Каждая постоянная была измерена независимо. На рис. 1.5 стрелки показывают несколько переходов, обусловливающих хорошо известные линии в спектре испускания водорода. [c.17]


    Все атомы одного элемента в невозбужденном состоянии не отличаются друг от друга и имеют одинаковую внутреннюю энергию (различие между атомами разных изотопов одного элемента учитывать сейчас не будем). Присутствие в спектрах только некоторых определенных линий означает, что атом в возбужденном состоянии может иметь только ряд вполне определенных значений внутренней энергии. В противном случае в спектре присутствовали бы любые линии, так как скорость атомов при соударениях может быть любой. Если при столкновениях атом возбуждается, принимая любую энергию, а затем излучает ее, то атомные спектры должны быть сплошными. Существование линейчатых спектров доказывает, что такое предположение неверно. [c.29]

    По спектрам испускания изучают, главным образом, металлы или сплавы посредством испарения этих веществ в вольтовой дуге или высоковольтной искре. В парах металлы находятся в виде атомов. Под влиянием тепловой энергии электроны в атомах переходят с нормальных низших энергетических уровней на более высокие (атом возбуждается) при возвращении к нормальному состоянию происходит излучение. Таким образом возникают линейчатые спектры испускания в видимой и ультрафиолетовой [c.308]

    Таким образом, каждую линию линейчатого спектра создают фотоны с одинаковой энергией. Следовательно, атомы излучают энергию в виде фотонов или квантов энергии, которые для каждого вида ато лов имеют вполне определенные значения. [c.46]

    Датский физик Бор внес в планетарную модель атома Резерфорда квантовые представления и объяснил происхождение линейчатых спектров атомов. Его теория строения атома водорода основывается на двух посту- атах. [c.46]

    Факты противоречат этим выводам атом устойчив и не самоуничтожается, а порождаемый им оптический спектр излучения имеет линейчатую (прерывистую) структуру с весьма характерным чередованием линий (см. гл. 4). Значит, формальное уподобление атома планетной системе не вскрывало еще всего своеобразия атома. [c.110]

    Спектры, получаемые разложением испускаемого телами излучения, по виду разделяют на линейчатые, полосатые и непрерывные. Установлено, что линейчатый спектр получается от излучения, испускаемого атомами, а полосатый - молекулами. Применение спектрографов высокой разрешающей способности показывает, что полосы состоят из большого числа линий, расположенных очень близко друг к другу. Атом каждого элемента и молекула индивидуального вещества имеют свой характерный спектр, который состоит из совершенно определенного набора линий или полос, отвечающих соответствующим значениям длин волн. В данном разделе рассмотрены атомные спектры. Примеры таких спектров показаны на рис. 1.2, на котором помимо шкалы длин волн нанесена шкала волновых чисел .  [c.11]

    Подсчеты показывают, что подобное падение электрона должно произойти в ничтожно малые доли секунды. Кроме того, излучение электрона по мере его приближения к ядру должно непрерывно изменять свою частоту, следовательно, спектр излучения должен состоять из непрерывного ряда лучей различных волн, т. е. быть сплошным. Между тем факты противоречат и тому, и другому выводу атом в нормальном состоянии представляет собой очень устойчивую систему, а излучаемый им спектр имеет линейчатую (прерывную) структуру, причем линии в спектре элемента соответствуют определенным длинам волн, характерным для данного химического элемента (рис. 12). [c.43]

    Мы показали, что музыкальные инструменты обладают линейчатым спектром, совершенно так же, как и атом. Волнообразные колебания гитарной струны или кожи на барабане квантуются, по-видимому, так же, как движение электрона в атоме. Эти музыкальные движения на языке математики можно описать специальным математическим уравнением — волновым уравнением. [c.29]

    Теперь очередь дошла и до Эрвина Шредингера, который занимался математической физикой и мог за завтраком на салфетке записать и решить волновое уравнение для осциллятора. Он сопоставил уже известные факты — то, что атом водорода дает линейчатый спектр (подобно колеблющейся струне) и что электрон способен к дифракции, подобно волне (это было предсказано де Бройлем). Дважды два — четыре,—сказал Шредингер,—а линейчатый спектр атома водорода показывает, что уравнение движения электрона в атоме должно быть уравнением волнового типа с граничными условиями, определяющими возможные значения энергии . Это смелое решение и было рождением квантовой механики. [c.29]

    В электрическом разряде атомы испускают свет, и цвет, который мы видим при этом, позволяет определить схему уровней энергии атома. Многоэлектронные атомы, как и атом водорода, испускают линейчатый спектр — можно наблюдать только определенные энергии. Таким образом, для объяснения необходима квантовомеханическая модель. Однако расстояния между уровнями энергии у многоэлектронных атомов не связаны такой простой зависимостью, как уровни атома водорода. Тем не менее такие довольно сложные спектры можно понять с помощью квантовых чисел атома водорода, если учесть межэлектронное отталкивание. Как это делается, можно понять с помощью схем энергетических уровней следующих двух элементов, гелия и лития. [c.47]


    Сформулированное в 1924 г. на основании результатов анализа линейчатых спектров атомов правило Гунда [3] гласит, что спектральный терм с наибольшей спиновой мультиплетностью имеет самую низкую энергию и, кроме того, при фиксированной мультиплетности термы с наибольшими величинами орбитального углового момента /- имеют самую низкую энергию. Правило Гунда применяется для выбранной электронной конфигурации атома, и обычным примером является атом кислорода (конфигурация и состояния < /> < 5). На первый взгляд кажется, что правило справедливо и для молекул [пример — молекула О2 (конфигурация тг и состояния < Д < Ь +)1. [c.214]

    Линейчатый спектр характерен для газов в атомарном состоянии, когда атомы практически не взаимодействуют друг с другом. Излучение таких газов в спектре дает линии очень узкой (но конечной) ширины. Используя квантово-механические представления, можно сказать, что линейчатый спектр излучения газов обусловлен переходом атома с одного электронного уровня энергии на другой. Каждому газу присущ вполне определенный линейчатый спектр, состоящий из отдельных спектральных линий или групп. При больших давлениях атомы взаимодействуют друг с другом, поэтому спектральные линии расширяются. При очень высоких температурах атом газа распадается на положительные ионы и электроны, которые находятся в свободном состоянии и при своем ускоренном движении образуют сплошной спектр излучения. [c.418]

    Вид спектров. Оптические спектры — линейчатые или полосчатые в зависп.мостп от состояния излучателя, которым может быть либо атом, либо молекула.. Механический спектр монсет быть либо линейчатым, либо непрерывным. Это зависит от характера источника (периодический источник имеет линейчатый спектр, а случайный процесс -- непрерывный спектр) или от метода ана- [c.33]

    Температура пламени ниже температуры дугового и искрового разр5[да, поэтому вероятность перехода электронов на более высокий энергетический уровень мала и интенсивность соответствующих спектральных линий невелика. В пламени, как правило, получают линейчатые спектры. Обычно в спектре появляются только резонансные и основные линии (соответствующие электронным переходам с первого возбужденного уровня на основной), которые являются наиболее интенсивными. Это и есть последние линии спектра. При подводе большого количества энергии к атому электроны могут даже удалиться из [c.373]

    Для атомов характерны именно линейчатые спектры, причем каждый атом характеризуется своим набором линий, соответствующим набору энергетических уровней (набору термов), свойственных данному атому. Исследуя спектры испускания, можно определить элементный состав веществ. Для этого нагревают исследуемый образец вещества до такой температуры, чтобы вещество разложилось на атомы, фотографируют или записывают каким-либо способом испускаемый спектр частот и сравнивают его с набором описанных в справочниках линейчатых спектров элементов. Это делается с помощью специальных приборов — пламенных фотометров, которые сейчас х успехом применяются вместо трудоемких химических процедур качественного анализа элементного состава веществ. [c.151]

    Рентгеновское возбуждение атомов вещества может возникать в результате бомбардировки образца электронами больших энергий или при его облучении рентгеновскими лучами. Первый процесс называют прямым возбуждением последний — вторичным или флюоресцентным. В обоих случаях энергия электрона или кванта первичной рентгеновской радиации, бомбардирующих излучающий атом, должна быть больше энергии, необходимой для вырывания электрона из определенной внутренней оболочки атома. Электронная бомбардировка исследуемого вещества приводит к появлению не только характеристич. спектра элемента, но и, как правило, достаточно интенсивного непрерывного излучения флюоресцентное излучение содержит только линейчатый спектр. В ходе нервич-ного возбуждения спектра происходит интенсивное разогревание исследуемого вещества, отсутствующее при вторичном возбуждении. Наконец, первичный метод возбуждения лучей предполагает помещение исследуемого вещества внутрь откачанной до высокого вакуума рентгеновской трубки, в то время как для получения спектров флюоресценции исследуемые образцы могут располагаться на пути пучка первичных рентгеновских лучей вне вакуума и легко сменять друг друга. Поэтому приборы, использующие спектры флюоресценции (несмотря на то, что интенсивность вторичного излучения в тысячи раз меньше интенсивности лучей, полученных первичным методом), в последние годы почти полностью вытеснили из практики установки, в к-рых осуществляется возбуждение рентгеновских лучей с помощью потока быстрых электронов. [c.327]

    Происхождение молекулярных спектров. Как указывалос выше ( 43), электроны в свободном атоме могут находиться н разных энергетических уровнях, на каждом из которых энерги электрона согласно первому постулату Бора кратна числу поло винных квантов. Переход от одного уровня к другому обуслое ливает излучение той или другой определенной спектрально линии, частота которой определяется вторым постулатом Борг Из комбинащ1и всех возможных переходов от одних уровне к другим (кроме тех переходов, которые исключаются правилам запрета) возникают линейчатые спектры, характерные для атомо При этом ни вращение самого атома, ни его колебания не влияю на спектр, если этот атом не подвержен действию внешней силь [c.322]

    Второй, совершенно независимый от первого, путь физиков, приведший их к созданию учения о сложном строении атомов, был связан с развитием теории спектров. Спектр-это атомное явление, во всяком случае тогда, когда мы исследуем спектры при высоких температурах, приводящих к разрушению молекул. Спектры элементов очень сложны, они состоят из тысяч линий , то-есть из тысяч волн различней длины. Роуленд, рассматривая линейчатый спектр железа, остроумно заметил, что атом железа устроен, наверное, гораздо сложнее, чем большой рояль. Ибо, в самом деле,— пишет профессор Шпольский ( Физика , т. 1, 1928 г., стр. 112),—рояль дает около 90 музыкальных тонов, а в спектре железа тысячи отдельных блестящих линий, каждой из которых соответствует свой особый тон , свое особое колебание с определенным периодом . [c.52]

    Во-первых, такой атом не может существовать, во-вторых, он должен испускать непрерывный спектр световых волн, что противоречит опыту. Спектры атомов содержат линии с вполне определенными частотами (длинами волн), характерными для данного элемента и подчиняющимися закономерностям, требовавщим истолкования. Любая модель атома обязана приводить к результатам, согласующимся с данными о линейчатом атомном спектре. [c.82]

    Волновое число в с = 3- 10 раз меньше обычной частоты, измеряемой в сек . Свободные атомы испускают линейчатые спвкктры, которые состоят из отдельных спектральных линий. Простейшим атомом является атом водорода. Электронная оболочка его состоит из одного электрона, поэтому спектр водорода является наиболее простым. [c.9]

    Атомы водорода образуются при электрическом разряде в газообразном водороде. Наличие атомов можно установить по испускаемому ими свету этот факт был известен задолго до того, как было предложено объяснение наблюдаемого цветного спектра. В отличие от излучения нагретого источника свечение электрического разряда приводит к появлению только определенных цветов в виде линейчатого спектра. Если воспользоваться выражением Е = к (1-2), это значит, что атом водорода может излучать в виде квантов света лишь некоторые определенные количества энергии. При более детальном исследовании оказалось, что наблюдаются фотоны с энергией 15,35эрг (235,2 ккал на 1 моль квантов) и 19,36эрг (278,8 ккал/моль) между этими двумя значениями энергии никаких других квантов не наблюдается. Ситуация стала еще более интересной, когда были обнаружены дополнительно фотоны с энергией, в точности равной разности этих двух энергий (19,36—15,35) 10 = = 4,0Ы0 1 эрг (43,6 ккал/моль). [c.20]


Смотреть страницы где упоминается термин Спектры линейчатые атомов : [c.255]    [c.10]    [c.13]    [c.172]    [c.36]    [c.7]    [c.10]    [c.14]    [c.90]    [c.47]   
Органическая химия Том 1 (1963) -- [ c.98 ]

Органическая химия Том 1 (1962) -- [ c.98 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Линейчатый спектр атома водорода

Многоэлектронные атомы линейчатый спектр

Спектры линейчатые



© 2025 chem21.info Реклама на сайте