Спектры оптические электронные

Если анализируемой системе сообщать достаточную энергию, то электроны атомов переходят в возбужденное состояние и примерно через 10 с спонтанно возвращаются на нижележащие энергетические орбитали с эмиссией избыточной энергии в виде дискретных и характеристических для каждого вида атомов электромагнитных колебаний в видимой, ультрафиолетовой или рентгеновской областях спектра. При этом спектры носят линейчатый характер. При возбуждении валентных (оптических) электронов свободных атомов излучаемые линии расположены в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. При возбуждении электронов внутренних орбиталей атома излучаются кванты с более жесткой энергией (рентгеновское излучение). Линейчатые рентгеновские спектры могут быть получены при облучении анализируемого вещества электронами (рентгеноспектральный метод анализа или более жесткими, чем излучаемые, рентгеновскими квантами (рентгенофлуоресцентный метод анализа). [c.8]

Спектры оптического диапазона являются результатом изменения энергий электронов в атомах или молекулах. В атомах изменение энергий электронов приводит к их переходам с какого-то определенного уровня энергии одного состояния на другой и схема электронных переходов аналогична схеме, представленной на рис. 1. [c.6]

Очень важное значение для изучения химических свойств элементов, исследования структуры внешних электронных слоев атомов имеют излучения, отражаюш,ие изменения энергии валентных электронов. Им соответствуют длины волн в основном видимого (500 нм) и ультрафиолетового диапазона (100 нм). Спектральные исследования в этой области длин волн электромагнитного излучения получили название оптической электронной спектроскопии. Оптические спектры атомов могут быть получены, когда возбужденные тем или иным методом (электронного удара, поглощения кванта света, в результате столкновения при нагревании с другим атомом и т. п.) внешние (валентные) электроны атомов переходят из состояний с большей энергией в состояния с меньшей энергией. При этом излучается квант света, частота которого (см. 3.3) определяется соотношением —Е1=к и характеризует линию спектра. [c.67]

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]

Электронные спектры. В молекулах внешние электроны могут переходить на более высокие уровни так же, как и в отдельных атомах. Спектры молекул имеют два существенных отличия от атомных. Во-первых, оптические электроны в молекулах находятся в другом состоянии, чем в атомах, так как именно они участвуют в образовании химической связи. [c.293]

АЭС основана на получении и детектировании линейчатого спектра, испускаемого в процессе излучательной релаксации электронов, которые претерпевают переход между верхними возбужденными уровнями и более низкими и основным уровнями. Эти электроны принадлежат внешним оболочкам атома и называются оптическими электронами. Линейчатый спектр специфичен для данного элемента, поэтому надлежащий выбор данной линии и ее выделение с помощью диспергирующей системы позволяет аналитику проверить присутствие этого элемента и определить его концентрацию. Атомно-эмиссионный спектрометр состоит из источника излучения, системы введения или транспортировки пробы, оптической диспергирующей системы, детектора и электроники для сбора, обработки и представления данных. [c.11]

Линейчатые оптические спектры испускания. К возбуждению и к ионизации атома приводит поглощение им определенных порций—квантов—энергии, величина которых зависит от строения атома. При соударениях, приводящих к возбуждению атома, внутренняя энергия атома изменяется только скачком. В возбужденном атоме, как и в невозбужденном, оптический электрон располагается только на определенных орбитах, положение которых зависит от заряда ядра и общего числа электронов в атоме. Обычно [c.166]

Необходимо более широко использовать методы современно физики и физической химии для глубокого изучения свойств нефтей и нефтепродуктов (метод меченых атомов, масс-спектро-скопия, электронная микроскопия, разнообразные оптические методы, полярография, адсорбция и т. п.) и разработать эффективные аналитические методы, в которых нуждается нефтеперерабатывающая промышленность и без которых невозможен дальнейший прогресс в области применения нефтепродуктов в народном хозяйстве. [c.6]

Дуговые спектры циркония и гафния определяются четырьмя оптическими электронами, два из которых у атома циркония находятся на орбите Ы, а два — на орбите 5з. У атома гафния два электрона находятся на орбите Ъй и два — на орбите 6з. Спектры нейтральных атомов циркония и гафния довольно сложны. Несколько проще спектры однократно ионизированных атомов. [c.167]

За последние три — четыре года интерес к инфракрасным спектрам поглощения твердых тел приобрел, кроме того, специфический интерес в связи с созданием лазеров (квантовых генераторов оптического диапазона) на твердом теле. В этой связи был подвергнут комплексному изучению целый ряд синтетических кристаллов с примесью редкоземельных ионов. Наряду с инфракрасными спектрами поглощения изучались их спектры люминесценции, электронного парамагнитного резонанса и т. п. [c.6]

По аналогии с различным поглощением света для левой и правой круговых компонент можно составить понятие о различии в скоростях распространения обеих компонент, которое будет наблюдаться при прохождении поляризованного света через оптически активную среду. Это приводит к различной рефракции обеих круговых составляющих поляризованного излучения. Экспериментально можно определять лишь разность показателей преломления щ—Пг. Такое явление называется оптической вращательной дисперсией, а зависимость разности п.1—Пг от длины волны — ОВД-снектром (спектром оптической вращательной дисперсии) или ОВД-кривой. И в этом случае наиболее важной информацией, получаемой из подобных измерений, является оптическая сила ротатора, имеющая существенное значение для теоретических исследований. Она свидетельствует о степени взаимодействия между хромофорными группами в молекуле оптически активного соединения и может быть также использована для идентификации электронных переходов. [c.86]

Помимо смещения спектральных линий, для атомов многих элементов изотопные эффекты проявляются и в характере сверхтонкого расщепления, обусловленного, как известно, взаимодействием оптических электронов с магнитным и квадрупольным моментами ядра, величина которых зависит от количества нейтронов в ядре при данном его заряде Z. Только для изотопов с чётно-чётными ядрами изотопные эффекты в спектрах ограничиваются изотопическим сдвигом, поскольку для них сверхтонкое расщепление, как правило, отсутствует из-за равенства нулю дипольного и квадрупольного моментов. Рассматриваемое взаимодействие приводит к расщеплению электронных уровней на несколько компонент, каждая из которых соответствует определённому значению полного момента атома Г, складывающегося из углового момента электрона Л и спина ядра I Г = Л +1. В случае чисто магнитного взаимодействия, когда влиянием квадрупольным моментом можно пренебречь, уровни энергии расщепляются на несколько подуровней с разными проекциями полного момента [c.31]

Основой всех методов выделения изотопов с помощью света является наличие изотопического сдвига в спектрах поглощения свободных атомов. Для лёгких атомов физическая причина появления сдвига состоит в том, что оптические электроны и ядра движутся вокруг общего центра тяжести. Выражение для частоты, излучаемой при переходе атома между уровнями с главными квантовыми числами п и пд., имеет следующий вид [21, 22] [c.375]

Вторая половина XX в. характеризуется бурным развитием химии вообще и квантовой химии в частности. Возможность применения для квантовохимических расчетов быстродействующих электронно-вычислительных машин позволяет использовать их результаты даже в заводской практике. Поэтому знание квантовой химии необходимо не только химикам, занимающимся научными проблемами, но и химикам-практикам. Изучение квантовой химии позволяет получить представление о различных свойствах и явлениях, таких, как спектры (оптические, ЭПР, ЯМР), магнитная и электрическая характеристики веществ, реакционная способность молекул, течение химических реакций и катализ. [c.4]

Строгого правила отбора для До колебательных переходов, как и в оптической электронной спектроскопии, в фотоэлектронных спектрах нет, и часто наблюдается хорошо развитая колебательная структура полос. Она видна, например, на рис. 1.5, где приведен фотоэлектронный спектр бромоводорода. Соответствующий более низкому значению энергии I дублет интенсивных узких пиков без колебательной структуры относится к ионизации с несвязывающей орбитали Вг и обусловлен спин-орбитальной связью (см. гл. VI 2.2). Полоса при более высоких энергиях / относится к ионизации со связывающей орбитали и расстояния между пиками ее структуры соответствуют частоте валентного колебания v(H—Вг) ионизованной молекулы. В ФЭС также справедлив принцип Франка —Кон дон а, т. е. наиболее вероятны вертикальные переходы. [c.145]

Широко используются в химии различные формы взаимодействия вещества с электромагнитным излучением рассеяние света при нефелометрии, определение показателя преломления, оптического вращения. Особенно часто для характеристики соединений используются спектры поглощения в различных областях электромагнитных колебаний. Поглощение в области видимого или ультрафиолетового спектра характеризует электронные свойства молекул. Р1нфракрасные спектры отражают колебания ядер. Наконец, дифракция рентгеновских лучей открывает возможность устанавливать геометрию молекул, чему служат также электронография и нейтронография. Дополнительную информацию о строении молекул может дать резонансная 7-спектроскопия (эффект Мессбауэра). [c.22]

Коротковолновая часть оптических электронных спектров формируется, как правило, в результате переходов с переносом заряда, которые проявляются в виде [пироких и интенсивных полос па краю видимой и в основном ближней УФ-областн. Термин перенос згряда в случае оксидов имеет вполне отчетливый смысл. Рс 1, идет о возбуждении электронов с несвязывающих орбиталей кислорода зоны М0 в зону (п—1) -состояний металла (см. рис. 8.3). Легко видеть, что край полосы в спектре переноса заряда соответствует переходу э.лектронов с верхней заполненной орбитали валентной зоны на нижнюю вакантную орбиталь зоны проводимости. Соответствующий энергетический зазор определяется в физике твердого тела термином ширина запрещенной зоны (в строгом смысле, при абсолютном нуле). Это фундаментальная характеристика твердого вещества. В случае, когда кран полосы в спектре переноса заряда выражен отчетливо, возможно достаточно надежное определение ширины запрещенной зоны АЕ (при соответствующей температуре) графическим методом, как это показано на рис. 8.6 (зная >1.кр, можно определить АЕ). [c.167]

Несмотря на то что для щелочных металлов заряд Ze больше, чем для атома водорода, эффективный заряд ядра не может сильно отличаться, так как влияние общего положительного заряда - -Ze в значительной мере компенсируется отрицательным зарядом остальных (Z—1) электронов. И действительно, на опыте найдено, что для атомов щелочных металлов W меньше, чем для водорода. Кроме того, для водорода величина W зависит только от главного квантового числа п и не зависит от азимутального квантового числа к. В атомах щелочных металлов внеядерные электроны влияют на орбиту оптического электрона по-разному в зависимости от эксцентр1тситета электронной орбиты. Для вытянутых орбит п/к велико) электрон испытывает более сильное влияние внутренних электронов, чем для круговых орбит (n/k = i) поэтому термы для атомов щелочных металлов в отличие от водород оподобных атомов должны зависеть как от п, так и от к. Вот почему в данном случае при описании спектров следует учитывать большее число термов, а сами спектры, казалось бы, должны содержать больше линий. Однако иа опыте установлена иная картина. Гипотетический спектр, составленный из полного числа возможных комбинаций термов, содержит значительно больше линий, чем спектр, наблюдаемый в действительности. Отсюда становится ясным, что не все мыслимые переходы являются физически возможными и что существует закон, управляющий запретом переходов. [c.123]

Окраска комплексов, как и любых щ>угнх химических частиц, обусловлена особенностями их электронного строения, а именно — возможностью переходов валентных электронов между орбиталями, разность энергий которых соответствует энергиям фотонов видимой области электромагнитного спектра (диапазон длин волн 400—750 нм см. гл. 11). Молекулярные орбитали комплекса, обусловливающие их окраску, могут быть локализованы преимущественно на центральном атоме или лиганде либо принадлежать всему комплексу в целом. В соответствии с этим различают три основных вида оптических электронных переходов 1) переходы между орбиталями центрального атома (d - d, f - J) 2) переходы между орбиталями лиганда я-я, и - >г ) 3) переходы с переносом заряда. [c.159]

Для нао основной интерес представляет внешний (оптический) электрон о переходами которого связан спектр излучения атома. ilTOM без оптического электрона называется атомным остатком (" ore"). Обозначив состояние атомного остатка (7 L s ) и оостоя1 ие оптического электрона п1, можно записать терм в рме [c.30]

Для спектра оптического поглощения аметиста характерно наличие полос при 360, 540 и 930 нм. Было показано, что поглощение в области 550 нм связано с электронными переходами с расщепленных уровней состояния для Fe +(3 i ) на расщеп-/ ленные подуровни следующего квинтетного состояния Е. Других квинтетных состояний для конфигурации d нет, а следовательно, в рассматриваемой области спектра полоса 550 нм — единственная ожидаемая интенсивная полоса. Особенности поляризации наблюдаемых полос поглощения в этой области и измерения спектра при пониженной температуре (рис. 9) подтверждают эти предположения. Выше отмечалось, что при облучении около 25 % ионов Fe + сохраняется в этом электронном состоянии. Поэтому поглощение в области 360 нм было отнесено к переходу М E/A для ионов Fe +(3 i ). Известно, что этот переход, слабо зависящий от Dq, может заимствовать интенсивность в тех случаях, когда ион расположен вблизи полосы переноса или края поглощения. В аметисте после облучения поглощение в ультрафиолете (УФ) сдвигается в длинноволновую область, и переход 360 нм наблюдается на фоне интенсивного поглощения в области 280— 300 нм. Поглощение в УФ, по-видимому, связано как с образованием при облучении электронзахватывающих центров, так и с полосой переноса иона Fe +. [c.65]

Оценка числа носителей заряда в прианодном слое показывает, что оно превышает на 1—2 порядка концентрацию А1-де-фектов. Это означает, что имеет место удержание электронов в прианодном слое на уровнях захвата, характерных для поверхностных дефектов. Глубина такого слоя зависит от величины внешнего электрического поля, и понижение напряжения приводит к перераспределению как электронов в прианодной части, так и щелочных катионов в прикатодной. Следствием этого является обратный ток. Окончательное равновесное состояние распределения носителей заряда устанавливается по завершении окрашивания. В этом случае даже с увеличением температуры сила тока уменьшается и имеет тенденцию слабого падения во времени. В этой стадии перенос заряда протекает главным образом по электронным дефектам в валентной полосе, а его величина определяется относительным положением уровня Ферми. Необходимо также учитывать эффект инжекции электронов с электродов. Если спектры ЭПР А1-центров в облученном (при 7 300 К) и электролизованном в вакууме кристаллах идентичны, то спектры оптического поглощения этих образцов имеют характерные отличия (рис. 44). [c.143]

Были исследованы кристаллы синтетического кварца с примесью кобальта, окрашенные в желтый цвет. Отжиг при температуре 7" = 500 °С изменяет окраску на синюю. Дальнейший отжиг при 7 >550 °С приводит к интенсивному замутнению таких кристаллов. Спектры оптического поглощения исходного и отожженного образца приведены на рнс. 60. Электронно-микроскопическое исследование желтых, синих и замутненных кристаллов показали, что в них содержится коллоидно-дисперсная неструктурная примесь размером 30—50 нм (плотность 10 см ) в исходных и —100 нм (10" см ) —в отожженных образцах. [c.188]

Для оптического спектра аметиста. характерно наличие полос поглощения при 360,540 и 930 нм (см. рис. 9). Ряд особенностей этих полос свидетельствует о том, что рассмотрение должно вестись в приближении промежуточного кристаллического поля. Для случая искаженного тетраэдра (с симметрией Сг) нижнее (Ч) состояние иона Ре + в приближении промежуточного кристаллического поля расщепляется на три подуровня (М, В), а верхнее — на два подуровня (М, М). При этом полоса в области 540 нм может быть приписана переходу А( В)-> А, а интенсивное поглощение в области 340 нм — полосе перехода А В)- В А). Сложнее обстоит дело с полосой 940 им, она, по-видимому, связана как с интерстицио-нальным рр2+ (переход Е- 1), так и с переходом М(5В)->М(ЗВ) для ионов Ре +. Для случая симметрии переходы типа А- В имеют перпендикулярную поляризацию, а типа А- А и В- В — параллельную поляризацию. Спектры оптического поглощения аметистов, снятые в поляризованном свете, показывают, что поляризации полос 540, 940 и 340 нм различные. Что касается полосы 280 нм, то можно предполагать, что, по крайней мере, частично, она связана с электронно захватывающими центрами, поскольку образование ионов Ре + сопровождается потерей электрона, который захватывается как междуузельным ионом РеЗ+ (образуется Ре "), так и на дефектах кристаллической решетки неизвестной природы. [c.196]

Во ВНИИСИМСе исследовали спектры оптического поглощения кристаллов ИАГ синего (с Eu +) и зеленого (с Yb +) цветов, снятых на спектрофотометрах СФ-8 (УФ и видимая область) и И-20 (ИК диапазоны). Диапазон измерений 2000—50 000 см . Съемка проводилась при 100 и ЗООК. По данным исследований-, двухвалентные редкоземельные ионы в основном состоянии изо-электронны трехзарядным ионам элементов соседних по периодической системе со стороны больших г. В связи с этим можно было бы ожидать значительного сходства в схемах их термов и термов соответствующих ионов в степени окисления 3. Это действительно имеет место, пока речь идет о термах конфигурации 4/. Однако наиболее характерная черта энергетических схем ионов TR +— относительно низкое расположение термов смешанных конфигураций, обусловленных слабостью связи добавочного 4/-электрона. В результате этого в оптических спектрах, наряду с вышерассмотренными типичными для редких земель запрещенными переходами в пределах конфигурации 4/, проявляются переходы в смешанные конфигурации 4f - Ьd и т. п. [19]. Эти переходы разрешены правилом Д/ = —11 и проявляются в виде широких интенсивных полос поглощения в относительно длинноволновой области спектра. [c.182]

Тесно связанное с дисперсионными явлениями поглощение света (в ультрафиолетовой и видимой области спектра валентными электронами) и испускание света (флюоресценция) разбираются в главе X, а аналогичные явления в инфракрасной области — инфракрасные спектры и спектры Рамана, обусловленные изменением энергии колебания ядер, — в главе XI. Следующая, XII глава посвящена оптической активности, XIII глава—магнитным свойствам (магнитной восприимчивости, магнитной активности и магнитному двойному лучепреломлению) XIV глава посвящена константам диссоциации. Наконец, в двух последних главах, XV и XVI, рассматриваются свойства, которые характерны для молекулы в целом и так или иначе связаны с силами сцепления — теплота испарения, температура кипения, поверхностное натяжение, внутреннее трение и температура плавления. [c.6]

Изменение спектров оптического поглощения нейтральных 10 М растворов. 11-аминобензойной кислоты, насыщенных ЫгО, сразу после электронного импульса длительностью 2,3 мкс (7), через 30 (2) и 80 мкс (3) после него. [c.134]

В равновесном гемоглобине ион железа (Fe +) лежит вне порфиринового кольца (примерно на 1 Л). Он имеет четыре электрона и магнитный момент, равный 5,5 Боровских магнетонов. Оптический спектр поглощения имеет широкую полосу с = 5,56 нм. В равновесном оксигемоглобине ион железа (Fe +) находится точно в плоскости порфиринового кольца, все электроны спарены (оксигемоглобин диамагнитен). В спектре оптического поглощения видны две характеристические полосы при 542 и 576 нм. В ферригемоглобине (метгемоглобин) при нейтральных значениях pH молекула кислорода замешается молекулой воды, не связанной химически с ионом железа (Fe ). Ион железа лежит значительно ближе к порфириновому кольцу, чем в феррогемоглобине (почти в плоскости), имеет пять неспаренных электронов и магнитный момент равный 5,91 Боровских магнетона. Спектр поглощения в видимой области не имеет выраженных характеристических полос. [c.75]

Спектры поглош,ения тяжёлых элементов также имеют изотопические сдвиги. Положительные заряды в ядрах одного элемента, но для разных изотопов, упакованы с разной плотностью. Ядро, содержаш,ее меньшее количество нейтронов — более компактно. Это приводит к тому, что в этих ядрах термы оптических электронов более глубокие, а линии переходов — более фиолетовые, чем для изотопов с большим числом нейтронов. Объёмный изотопический сдвиг начинает проявляться при массовых числах М 40 -ь 50. Экспериментально изотопический сдвиг легко устанавливается для чётночётных ядер (АМ = 2). В этой области изотопический сдвиг по порядку величины равен А/ ис = где uq — частота оптического перехода. [c.377]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология