Спектры атомные серии

Рис. 7. Линии видимого спектра атомного водорода (серия Бальмера)

На рис. 19 изображена наиболее характерная в спектре атомного водорода серия Бальмера, линии которой лежат в видимой и близкой ультрафиолетовой области. Эта серия, как и остальные серии водородного спектра, с большой точностью передается формулой Бальмера (1885) [c.85]

Атомные спектры. Согласно модели Резерфорда, энергия атома должна уменьшаться непрерывно за счет излучения, образующего сплошной спектр. Однако экспериментально установлено, что все атомные спектры имеют дискретный (линейчатый) характер. Спектр служит одной из важнейших характеристик атома и отражает его внутреннее строение. На рис. 1.1 приведен линейчатый спектр водорода. В видимой области спектра атома водорода имеются только четыре линии, они обозначаются Н , Нр, Н , Н . В прилегающей к видимой ультрафиолетовой области имеется еще несколько линий, которые вместе с указанными четырьмя образуют серию линий. Волновые числа линий этой серии выражаются формулой [c.10]

Спектр атомного поглощения элемента проще эмиссионного, так как состоит только из спектральных линий резонансной серии. В то же время среди линий резонансной серии имеются такие, которые в спектре эмиссии отсутствуют вследствие высоких потенциалов их возбуждения. Последние спектральные линии некоторых элементов (Со, Сг) смещены в спектре абсорбции в более коротковолновую область по сравнению с наиболее яркой эмиссионной спектральной линией. [c.49]

На рис. VI.22, а приведен спектр атомного водорода, линии которого располагаются в видимой и близкой ультрафиолетовой области, это так называемая серия Бальмера . [c.245]

Спектры атомов других элементов. Серии линий были обнаружены и в атомных спектрах всех других элементов. В отличие от спектра водорода серии линий здесь не располагаются отдельно в различных участках спектра, а накладываются друг на друга. Тем не менее по определенным признакам (по внешнему виду линий - резкий или диффузный , т. е. размытый, по способу возбуждения излучения - дуговой или искровой, по мультиплетности, по характеру расщепления в магнитном и электрическом полях и др.) спектроскописты научились различать эти серии. [c.13]

Рис. 15. Атомный спектр водорода (серия Бальмера)

В тот же день Бор разыскал в книге И. Штарка Принципы атомной динамики спектральную формулу Бальмера, описывающую серию линий в видимой части спектра атомарного водорода [c.10]

Так как свойства вещества — механические, электрические, оптические, химические — определяются энергетическим состоянием валентных электронов, то в первую очередь нас интересует соответствующий участок энергетического спектра. Параметры последнего — значения ширины валентной, запрещенной зон, зоны проводимости и положение различных локализованных уровней — могут быть определены путем изучения оптических спектров, электропроводности и других свойств твердого вещества (см. гл. IX). Зная эти параметры, можно решать обратную задачу определять по ним неизвестные нам свойства вещества. Не случайно общепринятое деление твердых веществ на изоляторы, проводники, полуметаллы и металлы основывается на значениях ширины запрещенной зоны. Возьмем, например, ряд простых веществ алмаз, кремний, германий, олово, свинец. Каждое из этих вещёств по-своему замечательно и каждое используется как незаменимый материал, но в совершенно различных областях техники, а кремний и германии находят применение в полупроводниковой технике. Природа данных веществ изменяется скачками, как атомные номера соответствующих элементов. Скачками изменяется и ширина запрещенной зоны при переходе от одного аналога к другому. Для алмаза эта величина составляет 5,6 эВ. Это — изолятор, самое твердое из веществ. Для кремния она равна 1,21 эВ. Такой энергетический барьер уже много доступнее для валентных элек- тронов отсюда полупроводниковые свойства данного вещества. Ширина запрещенной зоны германия 0,78 эВ — он полупроводник с высокой подвижностью носителей тока — электронов и дырок. Наконец, серое олово по ширине запрещенной зоны, равной всего 0,08 эВ, занимает последнее место в данном ряду и относится скорее к металлам, чем к полупроводникам, а белое олово — настоящий металл. Так с изменением ширины запрещенной зоны закономерно изменяется природа твердого вещества. [c.105]

На рис. 1-7 показана диаграмма части спектра атомного натрия и приведены примеры переходов, осуществляющихся с Р-уровней на 5-уровень (главная серия), с 5-уровня на Р-уровень (резкая серия) и с )-уровня на Р-уровень (диффузная серия). [c.26]

Атомный спектр. Дейтерий был обнаружен впервые с помощью серии Бальмера (атомного спектра), где положение линий великолепно согласуется с вычисленными частотами. Линии спектра атомного водорода могут быть выражены уравнением [c.127]

Пример резкой, главной и диффузной серий приведен на рис. 1-7, где показана диаграмма части спектра атомного натрия. [c.26]

Если энергия воздействия на атом достаточна для появления одной из линий в их группе, появляются все линии этой группы, так как основное условие — отсутствие электрона на данном уровне с возможным переходом из других уровней — выполнено. Это говорит о том, что /С-серия имеет один критический потенциал возбуждения, -серия — три, М-серия — пять. Если энергия воздействия достаточна для возбуждения /С-серии, то появляются и все другие серии, но если в спектре присутствует -серия, то это не значит, что обязательно появятся и линии /С-серии. Это говорит о том, что энергия фотонов, а следовательно и длины волн излучения, зависят лишь от рода вещества. Но не от энергии воздействия, хотя и обязаны ей своим появлением. С увеличением атомного номера излучающего элемента линии всех серий смещаются в сторону более коротких волн (см. рис. 77). Дискретные по своей природе спектры называют характеристическими, т. е. характерными для излучающих элементов. [c.8]

Кроме серии Бальмера, в различных участках спектра атомного водорода были открыты другие серии [c.15]

Закон Мозли, В рентгеновских спектрах наблюдаются серии линий одинакового типа для различных элементов, но различной длины волны. При этом химические элементы можно расположить последовательной нумерацией в ряд таким образом, что линии окажутся одинаково смещенными от элемента к элементу. Так называемый естественный ряд химических элементов в общих чертах совпадает с рядом, построенным на основе возрастающих атомных масс. Открытие Мозли позволило представить точную картину периодической системы. [c.22]

По мере перехода к молекулам, центральный атом в которых имеет все большие размеры, электроны на валентных орбиталях в среднем располагаются все дальше друг от друга. Поэтому межэлектронные отталкивания оказывают все меньшее влияние на форму молекул. Например, атом серы имеет больший эффективный размер, чем атом кислорода, а атомные спектры свидетельствуют о том, что межэлектронное отталкивание для валентных орбиталей серы значительно меньше, чем для валентных орбиталей кислорода. По-видимому, по этой причине валентный угол Н—S—Н в молекуле сероводорода H S равен 92°, что намного ближе к значению 90% предсказываемому в рамках модели связывания, основанной на перекрывании (Зр + lsl-орбиталей (рис. 13-17). Очевидно, отталкивание двух связывающих электронных пар в H2S значительно меньше отталкивания двух связывающих электронных пар в HjO. [c.564]

При расшифровке спектров можно различить линии, возни-)сающие при возбуждении электронейтральных атомов, однократно ионизированных атомов (первичный ионный спектр) или двукратно ионизированных атомов (вторичный ионный спектр). Для возбуждения спектров нейтральных атомов достаточно энергии дугового разряда, поэтому эти спектры раньше упрощенно называли дуговыми. Б отличие от них спектры ионов, обычно возбуждаемые действием конденсированной искры, называли искровыми спектрами. Имея определенные формулы серий (см. разд. 5.1.3), можно установить взаимосвязь атомных и ионных спектров, описываемую спектроскопическим законом смещения А. Зоммерфельда и В. Косселя, который гласит, что спектр, испускаемый нейтральными атомами какого-либо элемента, подобен спектру, испускаемому однократно ионизированными атомами элемента, стоящего за ним в Периодической системе, а также спектру, испускаемому двукратно ионизированными атомами элемента, стоящего через один элемент за ним в Периодической системе. [c.371]

Относительные интенсивности линий в сериях характеристического рентгеновского спектра определяются соответствующими правилами отбора, т. е. вероятностями квантовых переходов, а Зависимость выходов, флуоресценции (1) и оже-электро-частоты, как уже было сказано J,pJ, вакансии в /(-оболочке (см. равенство VI.5), дают раз- от атомного номера 2 элемента ности энергии квантовых уровней электронов. [c.139]

Важное значение в определении закономерностей расположения электронов в атоме имели периодическая система и изучение оптических (атомных) спектров. К началу XX в. накопился огромный материал по измерению длин волн спектральных линий различных элементов и систематизации их в серии. Были установлены отдельные эмпирические закономерности, из которых следовало, что спектр характеризует каждый элемент, т. е. является такой же фундаментальной характеристикой элемента, как и его порядковый номер в периодической системе. Спектроскопические исследования показали, что химические аналоги являются аналогами и в спектральном отношении. [c.51]

Определение электронного строения по спектральным данным во многих случаях очень сложно. Для этого необходимо установить принадлежность линий в спектре к тем или иным сериям и, используя правила квантовой механики, выяснить, каким переходом обусловлено появление каждой из спектральных линий. Учитывая огромное число линий в спектрах, можно понять трудность этой задачи. В результате кропотливой работы многих исследователей установлено электронное строение атомов большинства элементов ( см. Приложение). Значительную роль в систематизации и расшифровке атомных спектров сыграл Периодический закон Д. И. Менделеева. [c.33]

Рис. 5. Атомный спектр водорода а видимой и близкой ультрафиоле-топой областях (серия Бальмера)

Если увеличивать энергию воздействующего на молекулу излучения, то можно вызвать распад молекулы - 1е диссоциацию. Дальнейшее увеличение сообщаемой энергии приведет лишь к возрастанию скорости поступательного движения образующихся при диссоциации атомов, которое не квантуется. Поэтому при определенной длине волны спектр станет непрерывным. Подобно тому, как по коротковолновой границе атомного спектра можно вычислить энергию ионизации (см. разд. 1.4), по коротковолновой границе соответствующей спектральной серии молекулы можно найти энергию ее диссоциации, а следовательно, и энергию связи. Спектральные определения очень точны. [c.70]

В то самое время, когда внимание ученых было сконцентрировано на проблеме излучения абсолютно черного тела, нечто похожее происходило и в области изучения атомных спектров. Было найдено, что, нанример, при пропускании электрического разряда в одноатомном газе испускается свет. Исследование этого света с помощью призменного спектрометра или спектрометра с дифракционной решеткой показало, что образуются серии ярких линий с определенными длинами волн, которые оказались характерными для каждого данного элемента. Для легкого элемента, такого, как водород, линейчатый спектр довольно простой, что видно из [c.23]

Хотя ранние работы по изучению атомных спектров и были шагом вперед, они тем не менее носили эмпирический характер. По большей части эти работы ограничивались классификацией и корреляцией наблюдаемых данных с помощью эмпирических соотношений, но совсем не объясняли механизма возникновения спектральных линий. Естественно было предположить, что спектральные серии испускаются атомами, но как атом может испускать такие линии, вряд ли стоило обсуждать, так как не существовало удовлетворительной теории строения атома. [c.27]

Несколько более сложная картина наблюдается в спектрах атомов серы, типичного металлоида. В Кр-группе линий серы в соединениях, тем не менее, часто обнаруживается, наряду с узкой Кр1-лпнией, обычной для всех плохо проводящих веществ с малыми атомными номерами, широкая Кр -полоса, типичная для всех металлических элементов, от натрия до кремния включительно. Если, как это принято, связывать появление Кр -лпнии в спектре плохо проводящей серы с переходом электронов из полностью заполненной 3/)-полосы ионов элемента, входящего в кристаллическую решетку соединения, на К-уровень атома, то происхождепие КРд,-полосы в спектре этого элемента совершенно непонятно. Между тем, несомненно, что рассматриваемая аномалия в структуре спектров испускания атомов серы является специфическим проявлением влияния [c.48]

Данное явление лежит в основе метода рентгенофлуорес-центного анализа (РФА). Если заполняются вакансии в Ь оболочке в результате перехода электронов с М оболочки, то получается I серия линий рентгеновского спектра и т. д. Частота характеристического излучения зависит от атомного номера электрона (по закону Мозли квадрат частоты определенной серии и атомный номер связаны линейной зависимостью), на чем основывается качественный РФА, В основе количественного анализа [c.138]

В таблицу для определения гомологических рядов и брутто-формул не включены галогенпроизводные и сернистые соединения, так как число атомов хлора, брома и серы целесообразнее определять по группам изотопных пиков уже на ранней стадии интерпретации масс-спектра. Поэтому, установив число атомов указанных галогенов, следует рассчитать массу незамещенной галогенами частицы (т. е. вычесть сумму атомных масс этих галогенов из массы частицы и к разности прибавить число атомов галогенов, равное массе атомов водорода). По вычисленной таким образом массе частицы определяют параметры х и у, а затем, пользуясь классификационной таблицей, устанавливают альтернативные брутто-формулы тех соединений, производными которых являются исследуемые галогенсодержащие вещества. Эта же таблица пригодна и для предварительной идентификации сернистых соединений они имеют те же значения координат, что и их кислородные аналоги, содержащие вместо атома серы изобарную ему группу Ог (характеристические осколочные ионы, разумеется, будут разными). Иод и фтор маноизэтопны и анализом изо- [c.184]

Рис. 1.3. Атомный спектр водорода в видимой и ближней УФ-област х (серия Бальмери)

Танабе и Сугано рассчитали диаграммы с учетом параметров электронного отталкивания (параметров Рака), которые для свободного иона определяются из атомных спектров. В комплексах они всегда меньше, чем для свободного иона. Уменьшение этих параметров является мерой ковалентности связи в комплексах и основой нефелоауксетической серии, которая будет рассмотрена позже. [c.236]

После ряда открытий, в частности после обнаружения волновых свойств электронов и других микрочастиц, стало ясно, что теория Бора недостаточная. Она потерпела неудачу даже в попытке построения второго по сложности атома — атома гелия, состоящего из ядра и двух электронов. Она не смогла объяснить обнаруженной мульти-плетности (множественности) спектральных линий в атомных спектрах элементов. Например, спектральные линии щелочных металлов оказались дублетами с очень малым отличием длин воли линий, составляющих эти дублеты. Также линии серии Бальмера в спектре водорода не являются единичными и каждая расщеплена на две очень близко расположенные линии. Это объяснили Уленбек и Гоудсмит в 1925 г. допущением у электронов вращательного (веретенообразного)-движения, что обусловливает появление у них, кроме орбитального, еще спинового вращательного момента, а также спинового магнитного момента (спин — от английского to spin — вращаться). Ориентация спинового момента электрона в дйух противоположных [c.62]

Потенциалы ионизации. Сложность уравнения Шредингера не дает возможности строго рассчитать энергию орбиталей многоэлектронных атомов. В связи с этим разработан ряд приближенных методов, которые требуют применения быстродействующих электронных счетных машин, однако погрешности получаемых результатов большие. Поэтому по точности теоретический расчет энергий атомных орбиталей не может пока конкурировать с экспериментальными способами. Наиболее разработанными и универсальными методами экспериментального определения эргергий атомных орбиталей являются спектроскопические. Спектры атомов, как известно, представляют собой совокупности серий спектральных линий, причем каждая из таких серий отвечает переходам электронов с различных удаленных орбиталей (в том числе и из бесконечности) на одну из близлежащих к ядру. При этом самой коротковолновой границе спектральной серии, которая характеризует переход электрона из бесконечности на ближайщую к ядру незанятую орбиту (переход в основное состояние), будет соответствовать выделение энергии, численно равной энергии отрыва электрона, т. е. энергии ионизации, или потенциалу ионизации [c.215]

После ряда открытий, в частности после обнаружения волновых свойств электронов и других микрочастиц, стало ясно, что теория Бора недостаточна. Она потерпела неудачу даже в попытке построения второго по сложности атома — атома гелия, состоящего из ядра и двух электронов, и не смогла объяснить обнаруженной мульти-плетности (множественности) спектральных линий в атомных спектрах элементов. Например, спектральные линии щелочных металлов оказались дублетами с очень малым отличием длин, волн линий, составляющих эти дублеты. Также линии серии Бальмера в спектре водорода не являются единичными и каждая расщеплена на две очень близко расположенные линии. Это объяснили Уленбек и Гоудсмит в 1925 г. допущением у электронов [c.76]

Хотя многие атомы следует рассматривать как свободные радикалы, в дальнейшем мы не будем обсуждать атомные спектры. Однако исторически интересно отметить, что высокие концентрации свободных атомов Н впервые получены в 1921 г. Еудом [142] в специальной разрядной трубке, наполненной водородом. В спектре разряда наблюдается почти исключительно бальмеровская серия атома Н. Трубка Вуда до сих пор используется как наилучший источник для изучения реакций свободных атомов Н. [c.10]