Число спектра атомов водорода

В соответствии с электронной конфигурацией атома водорода Is возможны процессы, обусловленные сдвигом его электрона к более электроотрицательному атому, и, наоборот, характерны процессы со смещением электрона к атому водорода (стремление образовать замкнутую оболочку Is ). Таким образом, для Н характерны аи = —1,0, -fl, т. е. он может вести себя аналогично и элементам подгруппы IA, и элементам подгруппы VHA. С первым его объединяет сходство атомных спектров, тенденция к образованию в растворе Н+ (отсюда восстановительная,активность, в частности склонность вытеснять неактивные металлы из различных соединений, в том числе, обычно под давлением, из растворов Цх солей), а также способность взаимодействовать с неметаллами. [c.463]

Так как квантовые числа I, т и не вносят ничего в энергию электронного состояния, то все возможные состояния в данном) радиальном уровне энергетически равны. Это значит, что в спектре будут наблюдаться только единичные линии, такие, как предсказывал Бор. Однако хорошо известно, что в спектре водорода существует тонкая структура, изучение которой было толчком к развитию теории Бора — Зоммерфельда для атома водорода. Очевидно, что простая форма волнового уравнения не вполне адекватно описывает атом водорода, и, таким образом, мы находимся в-положении, лишь немного лучшем того, когда опирались на модель атома Бора. [c.70]

Спектры и потенциалы ионизации (ПИ) атомов щелочных металлов (элементов группы 1А в периодической системе) удается довольно хорошо аппроксимировать в рамках теории Бора, если заменить п эффективным квантовым числом п = п—с1), где с1 — так называемый квантовый дефект. Исходя из значения первого потенциала ионизации, вычислите квантовый дефект для 5-электрона и энергию перехода ( +1)5-<-я5 в атомах и (п = 2 ПИ = 5,363 эВ) и Ка = 3 ПИ = 5,137 эВ). Используйте для постоянной Ридберга значение, соответствующее атому водорода (т. е. предположите, что электроны внутренних оболочек полностью экранируют ядро), (Экспериментальное значение для энергии указанного перехода в атоме Ка составляет 25 730 см . ) [c.26]

Спирты. Колебание V , в котором атом водорода движется перпендикулярно плоскости С — О — Н, возникает из заторможенного вращения группы О — Н вокруг связи С — О в свободной молекуле. В спектре газообразного СНзОН волновое число соответствующего колебания равно примерно 225 см" [1965, 323]. [c.115]

Квантовые числа не только определяют в силу уравнения (15) и (16) радиусы орбит, по которым, согласно-представлениям, лежащим в основе теории Бора, движутся электроны, но и, как видно из уравнения (И), определяют энергетические состояния, в которых может находиться атом. Энергии этих состояний, как следует из уравнения (И), обратно пропорциональны квадратам соответствующих главных квантовых чисел. Поэтому возникновение различных линий в спектре атома водорода вместо того, чтобы связывать их с переходами электронов с одной орбиты на другую, [c.112]

Наиболее простыми являются спектры атома водорода и водородоподобных ионов (Не , Ве и т. д.), волновые числа линий к-рых даются общей формулой (см. ст. Атом — формулы 2 а 3) [c.163]

В метане атом углерода образовал четыре ковалентные связи за счет одного -электрона и трех р-электронов, а атом водорода — за счет единственного 5-электрона. Поэтому из четырех углерод-водо-родных связей три должны быть р— 5-, а одна— 5— -связями. Казалось бы, что три связи С—Н будут одинаковы, а одна С—Н-связь должна отличаться от них. Однако в действительности все углерод-водородные связи равноценны, что подтверждается физическими (вращательно-колебательные спектры) и химическими данными (отсутствие изомеров). В метане - и р-орбитали, имеющие соответственно конфигурацию шара и объемных восьмерок, сливаются и образуют четыре равноценные смешанные, или гибридные, орбитали (рис. 12). Гибридизация называется в соответствии с характером и числом гибридизованных электронов 5р -гибридизацией. [c.24]

При внимательном исследовании большого числа спектров можно установить соотношение между специфическими максимумами колебательных спектров поглощения и атомными группами, вызывающими поглощение. Такие соотношения являются чисто эмпирическими и служат надежным средством для отождествления поглощающего вещества. Диапазон длин волн 3—4 ]х обычно соответствует так называемым колебаниям с оттягиванием водорода —род колебания, которое можно наблюдать в модели, состоящей из двух деревянных шаров, при растяжении и ослаблении спиральной пружины, соединяющей шары. Один из шаров представляет собой атом водорода другой может быть углерод, кислород, азот, сера и т. п. Диапазон длин волн 4—5 х соответствует колебаниям, связанным с тройной связью. Двойная связь [c.259]

Обработка исходного кетона I дейтерированными растворителями ) приводит к замещению всех способных к енолизации водородов на дейтерий с образованием 6,6,8р-с з-производ-пого II. Интегрирование спектра ЯМР в области 1,9—2,6 дает теперь только 1,3 протона (примерно 1 протон) оставшийся широкий сигнал относится, очевидно, к экваториальному 15а-атому водорода, претерпевающему геминальное и вицинальное взаимодействия по крайней мере с четырьмя другими водородами. Из сравнения числа протонов в области слабого поля, определенных интегрированием спектра ЯМР и рассчитанных из масс-спектров (рис. 29), можно видеть, что совпадение для II и последующих соединений довольно хорошее. [c.87]

Изучение атома водорода представляет меньше трудностей, чем атомов других элементов, в которых число электронов больше одного. В то же время, изучив атом водорода, можно себе составить общее представление об атомах других элементов. Видимый спектр [c.54]

Для линий в спектре атома водорода волновая механика дает те же длины в 1ЛН, что и теория Бора — Зоммерфельда. И все же представления о строении атома водорода, к которым приходят па основе волновой механики, очень существенно отличаются от представлений теории Бора — Зоммерфельда. По Бору, в основном состоянии атома электрон движется вокруг ядра по круговой орбите. Поэтому атом должен иметь круговую симметрию. Согласно волновой механике, атом водорода обладает шаровой симметрией, причем не только в основном состоянии, но и в таких возбужденных состояниях, в которых, по Зоммерфельду, электрон движется по эллипсам с большим эксцентриситетом, а именно по орбитам с побочным квантовым числом й = 1. Эксперимент подтвердил правильность представления о строении атома [c.103]

Энергия в теории Бора определялась тем же квантовым числом п, что и момент количества движения. Зная энергию атома в двух состояниях, отличающихся положением электрона, можно вычислить и частоту колебаний, отвечающую переходу электрона. Если этот переход происходит с далекой орбиты на ближайшую к ядру, квант энергии испускается, если с близкой на более удаленную, атом поглощает квант. Теория Бора позволила вычислить частоты линий спектра водорода, и практическая спектроскопия могла либо опровергнуть, либо подтвердить теорию Бора. В то время было уже хорошо известно, что линии спектра испускания водорода группируются в серии (у водорода спектр оказался, естественно, самым простым), причем длины волн каждой линии данной серии удается вычислить с большей точностью по уравнению, которое является обобщенным эмпирическим уравнением Бальмера [c.77]

Можно поэтому ожидать, что атом гелия, потерявший один из своих двух электронов, будет иметь спектр, аналогичный спектру атома водорода. Так как порядковый номер гелия 2, то частоты или волновые числа линий в четыре раза больше, чем частоты атома водорода. Применяя теорию Бора, можно точно вычислить также и спектры и Ве +, так как они имеют единственный электрон. [c.489]

При угловой структуре радикала спектр ЭПР в зависимости от общего числа электронов в системе и анизотропии образца имеет характерный вид, позволяя определять спиновую плотность на центральном атоме и оценивать валентный угол. Так, например, для радикала NO2 было получено значение валентного угла 133°, совпадающее в пределах ошибок с установленным прямыми экспериментальными методами (134°). В ион-радикале СО2" идентифицированном методом спектроскопии ЭПР в облученном формиате натрия, локализация неспаренного электрона на оказалась больше сравнительно с N в NO2 , что соответствует большему значению валентного угла (ближе к 180°). Эти выводы согласуются с особенностями реакционной способности этих частиц большая склонность ион-радикала O2 к димеризации, присоединение водорода к атому углерода, а не к кислороду, как в радикале NO2, и т. д. [c.69]

Причина поглощения инфракрасного излучения. При внимательном исследовании большого числа спектров можно установить соотношение между специфическими максимумами колебательных спектров поглощения и атомными группами, вызывающими это поглощение. Такие соотношения являются часто эмпирическими и служат надежным средством для отождествления поглощающего вещества. Диапазон длин. волн около 0,7—4 мк обычно соответствует так называемым колебаниям с оттягиванием водорода — род продольного колебания, которое можно наблюдать в модели, состоящей из двух деревянных шаров, при растяжении и ослаблении спиральной пружины, соединяющей шары. Одггн из шаров представляет собой атом водорода, другой может быть углеродом, кислородом, азотом, серой и т. п. Диапазон длин волн 4—5 мк соответствует колебаниям, связанным с тройной связью. Двойная связь попадает в интервал длин волн 5— 6,5 мк. При больших длинах волн происходят различные колебания в скелете молекулы, например искривление в случае связи С—С или изгиб (поперечные колебания) в случае связи С—Н и т. п. [c.71]

В отсутствие заместителя в а-положении к азоту, в результате двойного а- и С—N-разрыва образуются ионы г с т/е 30 В спектре меченого аналога XXXV (рис. 4-10, Б) массовое число этого пика почти полностью сдвинуто на единицу к т/е 31. Это говорит о том, что атом водорода, участвующий в образовании иона г, мигрирует из ацетильной группы. Образование этого иона (г), по-видимому, протекает следующим образом о о [c.105]

Как было указано выше, предпочтительное направление фрагментации связано с а-разрывом связи 1-2 молекулярного иона а. Это подтверждается наличием в масс-спектре пиков ионов с т/е 97, 96 и 82, образование которых можно объяснить следующим образом. Ион-радикал ж, как и ион-радикал может распадаться далее без миграции или с миграцией водорода. Элиминирование кетена приводит к образованию иОн-ра-дикала с т/е 97, который, теряя атом водорода, превращается в ион и (т/е 96) с четным числом электронов. Этот переход подтвержден наличием метастабильного иона с т/е 95,2 (96797 = 95,1) [1]. Ион и с т/е 96 может образоваться также [c.119]

Это представление можно углубить, если принять во внимание спектроскопические данные. Спектры (см. стр. 280 и сл.) показывают, что у атомов каждого элемента этой группы 2 электрона связаны особенно непрочно по сравнению с остальными, и именно на -уровне с теми же главными квантовыми числами, что и у соседних щелочных металлов. При отщеплении только одного электрона спектр оставшегося электрона находится в том же соотношении к спектру атома предшествующего щелочного металла совершенно так же, как спектр однократно ионизированного гелия к спектру атом 1 водорода. Однако в соответствии с более высоким главным квантовым числом связь в данном случае оказывается далеко не такой прочной, как у гелия. Таким рбразом, сильно электроположительный характер элементов главной подгруппы II группы объясняется строением их атомов аналогично тому, как это было сделано для щелочных металлов. Однако из строения атома следует, что электроположительный характер элементов главной подгруппы II группы должен быть в среднем несколько слабев, чем у щелочных металлов. Поэтому у последних на внешней оболочке связь оказывается еще более слабой, чем у элементов главной подгруппы II группы. Справедливость этого положения подтверждается сравнением потенциалов ионизации (табл. 46), полученных из спектроскопических данных, с данными табл. 28 (стр. 180). Связь электронов на внешней оболочке у металлов щелочноземельной группы прочнее, чем у щелочных металлов, так как атомы последних имеют более высокий эффективный заряд ядра (ср. стр. 256 и с л.) [c.268]

Если молекула состоит из большого числа атомов, отнесение наблюдаемых полос поглощения в ИК-спектре к определенным видам колебания часто представляет трудную задачу. При отнесении полос поглощения может оказаться полезным наб.чюдение сдвигов частот при изотопном замещении. Ситуация особенно проста, когда рассматриваются валентные колебания связей с атомами водорода. Как отмечалось выше, эти колебания обычно проявляются как характеристические колебания связей. Так как атом водорода обычно намного легче атома, с которым он связан, например атома кислорода, валентные колебания связи можно приближенно рассматривать как для случая двухатомной молекулы, в которой приведенная масса приблизительно равна массе атома водорода. Тогда изотопное замещение дает изотопный сдвиг, приб.пиженно вычисляемый по уравнению (6) [c.333]

Протоны также обладают спином и поэтому в магнитном поле ориентируются в одном из двух возможных направлений, соответствующих двум различным уровням энергии. Расстояние между этими уровнями примерно в 1000 раз меньше, чем в случае свободных электронов. Протонный, или ядерный, магнитный резонанс (ЯМР) обычно наблюдают в области радиочастот 10 гц. Результирующее поле, в котором находится тот или другой атом водорода, зависит от магнитных полей окружающих его атомов, и поэтому с помощью спектров ЯМР часто оказывается возможным определять число ядер водорода, находящихся в том или ином окружении. О характере окружения судят по спии-сииновому взаимодействию соседних ядер. Для проведения измерений требуется, чтобы концентрация атомов водорода составляла М. Большая часть белковых молекул не может следовать за изменениями электромагнитного поля, происходящими с частотой порядка 10 гц. Вследствие этого полосы в спектрах ЯМР у белков довольно широки. В денатурированном белке отдельные группы меньше связаны внутримолекулярными взаимодействиями и в большей степени способны к переориентировке за время жизни возбужденного состояния протона, вследствие чего они находятся в более однородном поле по--этому- деаатурадид- белка сопровождается сужением пол ос в спектрах ЯМР. [c.182]

Точное значение относительной молекулярной массы, полученной из измерения в масс-спектре тока молекулярных ионов, необходимо для установления молекулярной формулы вещества. В настоящее время относительная молекулярная масса измеряется в атомных единицах массы (а.е.м.), которая составляет /12 массы изотопа 20 = 12,000000. В этой шкале атом водорода Н имеет массу 1,007825, а кислорода 0— 15,994914. Таким образом, масса атома, измеренная с высокой точностью, отличается от массового числа. Так, для СО2 и СзНв оно равно 44, но их точные относительные молекулярные массы равны соответственно 43,989828 и 44,062600, т. е. разница составляет 0,072772 а.е.м. Масс-спектрометр с разрешением 1000 позволяет разделить пучки ионов СО в СдН , когда они получаются одновременно. Значительно большее разрешение необходимо для разделения дублета С0+ и К -ио-нов, так как их массы равны соответственно 27,9949 и 28,0062 а.е.м. На масс-спектрометре с разрешением в 100 000 однозначно определена, например, молекулярная формула адреналина 09Н1зОзЫ. [c.36]

Багратишвили, Цицишвили и др. [223, 224] также не нашли проявления структурных гидроксилов в ИК-спектрах исследованных ими цеолитов. Авторы [224] отмечают, что у нолностью обез-гаженных катионированных форм цеолитов, в том числе и водородных, в области валентных колебаний гидроксильных групп не наблюдается заметного поглощения и что это свидетельствует об отсутствии гидроксильных групп в цеолитах. Они допускают, что в кристаллической решетке водородного цеолита атом водорода 1 [c.133]

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]

До того как Бор в 1912 г. применил к спектроскопии квантовую теорию, все считали, что частоты, наблюдаемые в атомных спектрах, являются частотами нормальных колебаний электронов, так как к тому времени уже было известно, что в атомах имеются электроны. По классической теории излучения (см. гл. 14), любая колеблнэщаяся заряженная частица должна испускать свет с частотой, равной частоте колебания. Некоторые интересные попытки интерпретации атомных спектров на основании представлений о нормальных колебаниях предпринимались Лоренцем [3], Ритцем [4], Джинсом 5] и Рэлеем 6]. Однако, как мы видели при рассмотрении классической теории колеблющихся тел (гл. 2 и 3), частоты нормальных колебаний обычно не могут быть представлены как разности между парами чисел из сравнительно ограниченного набора. Действительно, несмотря на многочисленные попытки, никому не удавалось найти правдоподобную колеблющуюся систему, частоты нормальных колебаний которой люгут быть выражены таким образом. Другим обескураживающим фактом было большое число спектральных. линий, наблюдаемых даже для таких простых атомов, как атом водорода. Это показывало, что у электронов в атомах возможно большое число различных нормальных колебаний такой вывод находился в противоречии с представлениями о простоте явлений природы. [c.209]

Физики, создавшие эту теорию, были сильно удивлены тем, что спектры испускания практически всех известных атомов состоят, по-видимому, из очень большого числа частот, что относится даже к простейшему известному атому — атому водорода. Это приводило к неразумному требова1шю, чтобы все атомы имели почти неограниченное число нормальных колебаний. Сейчас мы знаем, что этот парадокс является следствием существенных недостатков теории (см. гл. 15). [c.426]

Согласно теории Бора, атом водорода состоит из одного ядра с зарядом +е и одного электрона с зарядом —е, вращающегося по одной из возможных круговых орбит, энергия которой возрастает с увеличением квантового числа п. Каждая орбита соответствует одному терму на рассмотренной выше диаграмме термов (см. рис. 16). При поглощении энергии электрон переходит с орбиты основного состояния (л = 1) на высшую орбиту с большей энергией (л > 1). Когда электрон возвращается на одну из разрешенных орбит, он испускает одну из спектральных линий. Частота испускаемой линии определяется разностью энергий двух орбит (рис. 17). В теории Бора орбита с квантовым числом л = оо соответствует положению, когда электрон, поглотивший очень большую энергию, настолько удален от ядра, что уже не принадлежит атому. Если неподвижный электрон, находящийся на большом расстоянии от ядра, упал бы на одну из разрешенных орбит, то испускалась бы частота, соответствующая границе одной из серий спектральных линий. В действительности электрон, пришедший извне, никогда не бывает неподвижным — он обладает кинетической энергией, которая дополняет энергию орбиты, соответствующей границе серии п — оо). Поскольку кинетическая энергия такого электрона не квантована, полученный спектр имеет участок, который состоит из множества очень близких друг к другу линий, т. е. является сплошным спектром (см. заштрихованный участок на рис. 15) в области малых длин волн. [c.73]

В качестве примера рассмотрим атом водорода, для которого I = /5. В этом случае резонанс неспаренного электрона будет наблюдаться при — а/2 к при + о/2. На рис. 9.26 изображены происходящие при этом переходы. Если о = О, то имеется всего один переход при а, отличном от нуля, имеют место два перехода. Эти переходы отвечают изменению спинового квантового числа электрона (ли = Л 1ДлИ . 1 = 1) при неизменном Ш/ иными словами, переходы между спиновыми состояниями электрона происходят при неизменной ориентации ядер. В нижней части рис. 9.26 приведен спектр ЭПР Расстояние между двумя крайними пиками равно а. Параметр а называется константой сверхтонкого расщепления и измеряется в гауссах. Обычно его значение много меньще [c.168]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология