Природа рентгеновских спектров

ПРИРОДА РЕНТГЕНОВСКИХ СПЕКТРОВ [c.218]

Несомненно, теория Бора— Зоммерфельда явилась крупнейшим достижением физики. Наличие в атомах дискретных состояний было подтверждено экспериментально в опытах Д. Франка и Г. Герца (1913 г.). Серьезным успехом этой теории стало также вычисление постоянной Ридберга для водородоподобных систем и объяснение структуры их линейчатых спектров. В частности, Бору удалось правильно объяснить серии спектральных линий иона Не+, до того приписываемые водороду. Теория Бора — Зоммерфельда объяснила физическую природу характеристических рентгеновских спектров, расщепление спектральных линий в сильном магнитном поле (так называемый нормальный эффект Зеемана) и другие явления. [c.17]

В-пятых, открытие периодического закона и системы элементов ознаменовало новый этап в изучении строения атома в физике (раскрытие физической индивидуальности — периодичность характеристик эмиссионных, а позднее и рентгеновских спектров), строения кристаллов — в кристаллографии, состава минералов — в минералогии, миграции элементов — в геохимии, биологической функции отдельных элементов в биохимии и биологии. В этом заключается огромная роль периодического закона для всего естествознания, для формирования естественнонаучной картины природы. [c.50]

Современная высокая техника получения и исследования рентгеновских спектров позволяет обнаруживать сдвиги рентгеноспектральных полос, если даже партнеры по связи не очень сильно отличаются по своей физико-химической природе. На рис. 84 и 85 при- [c.183]

Интенсивность аналитической линии ЗЬ в рентгеновском спектре зависит от ее концентрации, природы основы, природы и концентрации других элементов, толщины слоя анализируемого материала, состояния его поверхности, степени измельчения и плотности упаковки, геометрии расположения анализируемого образца и используемой аппаратуры и практически не зависит от степени окисления ЗЬ и химической природы соединений, в виде которых она представлена. [c.87]

Природа фона в рентгенофлуоресцентном анализе. Линии рентгеновского спектра регистрируются на фоне [c.10]

Система энергетических уровней внутренних оболочек не претерпевает изменений, когда атомы вступают в химические соединения друг с другом, поэтому для наблюдения характеристических рентгеновских спектров не нужно изменять физическую и химическую природу исследуемого вещества. Рентгеноспектральный анализ, так же как анализ по оптическим спектрам, характеризует атомный состав вещества. [c.171]

При переходе к более тяжелым элементам обнаруживаются некоторые усложнения, влияние которых проявляется в наличии больших периодов периодической системы элементов. Выяснить природу этих усложнений и определить структуру атомов более тяжелых элементов удалось в результате изучения и анализа рентгеновских спектров элементов. [c.77]

В случае, когда точно известна природа отделяемых примесей, часто по литературным данным или путем сравнения с аналогичными случаями можно предположить, будет ли образование смешанных кристаллов мешать отделению примесей или же вообще очистку невозможно осуществить. При этом образование смешанных кристаллов в случае окрашенных солей часто устанавливают сразу [247], а в других случаях — только в результате измерения показателя преломления, удельного веса или химического анализа. Случается также, что присутствующие загрязнения обладают значительно меньшей растворимостью, чем основное соединение, а кристаллизуются они одновременно в этом случае примеси можно отделить быстрым и неполным повторным растворением соли. Чаще всего, когда умышленно добавляют некоторое количество примесей, без предварительных опытов обойтись нельзя [248]. Почти всегда необходимо следить за ходом разделения в процессе фракционирования, проводя аналитические определения, наблюдая изменения окраски, измеряя электропроводность [249] и т. д. При более трудных разделениях, например редкоземельных элементов, кроме того, производят съемки спектров поглощения, наблюдают дуговые и искровые спектры, рентгеновские спектры, спектры масс, определяют эквивалентные веса (особенно для иттриевых земель) или проводят магнитные измерения. [c.224]

Слоистое в энергетическом отношении строение а/гао. ов, обнаруживающееся в структуре рентгеновских спектров, как уже упоминалось, очень важно для правильного понимания природы главных групп периодической системы. Знакомство с этим строением в той мере, в какой оно отражается в тонкой структуре рентгеновских/спектров, обнаруживающей подразделение отдельных электронных оболочек, позволяет понять также и особенности строения побочных подгрупп периодической системы, включая и группы лантанидов и актинидов. [c.259]

Природа рентгеновских лучей. Их спектры [c.140]

Рентгеновские лучи, проходящие сквозь светонепроницаемые вещества, вызывающие флуоресценцию веществ и почернение фотопластинок, стали важным инструментом исследований, Природа рентгеновских лучей была установлена в 1912 г. Максом Лауэ, который обнаружил дифракцию этих лучей кристаллами. Рентгеновские лучи подобны световым, но с длиной волны, примерно в 5000 раз меньшей, чем у лучей видимой части спектра. По дифракции рентгеновских лучей были определены длины волн рентгеновского спектра для различных элементов и установлено расположение атомов в кристаллах. Тем самым были заложены основы структурной химии. Используя этот метод, английские физики Уильям Брэгг и его сын Лоуренс определили структуры примерно 20 кристаллических соединений. Кроме того, они определили длины волн рентгеновского излучения. [c.171]

Различают два типа Р. л. тормозное и характеристическое излучение. Тормозное излучение возникает при торможении электронов антикатодом рентгеновской трубки оно разлагается в сплошной спектр, имеющий резкую границу со стороны малых длин волн. Положение этой границы определяется энергией падающих на вещество электронов (чем больше эта энергия, тем в большей мере коротковолновая граница спектра смещается в сторону более коротких волн) и не зависит от природы вещества. Характеристич. Р. л. образуются при выбивании электрона одного из внутренних слоев атома с последующим переходом на освободившуюся орбиту электрона с какого-либо внешнего слоя. Они обладают линейчатым спектром, аналогичным оптич. спектрам газов. Однако между теми и другими спектрами имеется принципиальная разница структура характеристич. спектра Р. л. (число, относительное расположение и относительная яркость линий), в отличие от оптич. спектра газов, пе зависит от вещества (элемента), дающего этот спектр. Зависимость от вещества проявляется только в том, что с увеличением порядкового номера элемента в системе Менделеева весь его характеристич. рентгеновский спектр смещается в сторону [c.325]

Описанные выше первые сведения о характеристическом (см. 1.8) и непрерывном (см. 1.5) рентгеновских спектрах требуют уточнения с тем, чтобы они могли служить основой для рассмотрения оптики рентгеновских лучей. Это окажется полезным также и для более глубокого ознакомления с природой возбуждения рентгеновских лучей электронами (1.4), основанного на лучшем понимании зависимости непрерывного спектра от длины волны. [c.112]

Рентгеновский спектральный анализ является важным дополнением к оптическому спектральному анализу и всегда применяется в исследованиях, связанных с открытием новых химических элементов, и в работах, где необходимо однозначное установление химической природы элементов. Большое значение имеют методы рентгеновского спектрального анализа для тех областей химии, где применение методов аналитической химии или оптического спектрального анализа связано с большими трудностями, т. е. при анализах веществ, содержащих лантаноиды и актиноиды. Глубокое исследование рентгеновских спектров испускания и поглощения молекул кристаллических соединений открывает пути для выяснения ряда вопросов химической связи. [c.10]

Рентгеновские спектры эмиссии и поглощения несут ценную информацию о природе химической связи изучаемых соединений. Происхождение рентгеновских спектров эмиссии легко понять на основе рис. 11. Вещество 2 (рис. 11) облучается рентгеновскими квантами /гvl для создания вакансии на [c.32]

Рентгеновские лучи представляют собой электромагнитные колебания такой же природы, как и свет, но со значительно меньшей длиной волны (рис. 9). Рентгеновские лучи возникают при столкновении пучка электронов высокой скорости (катодные лучи) с твердым телом (антикатод), находящимся на их пути внутри откачанной рентгеновской трубки (см. рис. 38 в главе Кристаллы ). Для получения характеристического рентгеновского спектра элемента используют антикатод, изготовленный из этого элемента или из его соединений. [c.61]

Рентгеновский спектр поглощения. В табл. 5 представлены некоторые результаты проведенных за последнее время опытов по определению длин волн, соответствующих главным границам поглощения урана. Измерения длин волн производились частично с металлическим ураном, частично с двуокисью урана в качестве поглощающего вещества. Влияние образования химического соединения и его природы на положение главных -границ поглощения иллюстрируется данными табл. 6 [1]. Кроме определений, в результате которых получены эти данные, измерения длин волн, соответствующих главным границам поглощения, проводились также и другими исследователями [2—111. [c.14]

РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ — электро магнитные колебания весьма малой длины волн, возникающие при воздействии на вещество быстрыми электронами. Р. л. открыты в 1895 г. В. Рентгеном. Волновая природа Р. л. установлена в 1912 г. М. Лауэ, открывшим явление интерференции Р. л. в кристаллах. Это открытие явилось основой развития рентгеноструктурного анализа. Р. л. невидимы для глаза, обладают способностью вызывать яркую видимую флюоресценцию в некоторых естественных и в искусственно изготовляемых кристаллических веществах, они действуют на фотоэмульсию и вызывают ионизацию газов. Этими свойствами Р. л. пользуются для обнаружения, исследования и практического использования Р. л. Различают два типа Р. л. тормозное и характеристическое излучение. Тормозное излучение возникает при попадании электронов на антикатод рентгеновской трубки оно разлагается в сплошной спектр. Характеристические Р. л. образуются при выбивании электрона из одного из внутренних слоев атома с последующим переходом на освободившуюся орбиту электрона с какого-либо внен)не-го слоя. Они обладают линейчатым спектром, аналогичным оптическим спектрам газов, с той лишь разницей, что структура характеристического спектра, в отличие от оптического спектра газов, не зависит от вещества, дающего этот спектр. Зависимость от вещества проявляется только в том, что с увеличением порядкового номера элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева весь его характеристический рентгеновский спектр смещается в сторону более коротких волн. Другой особенностью характеристических спектров является то обстоятельство, что каждый элемент дает свой спектр независимо от того, возбуждается ли этот элемент к испусканию в свободном состоянии или в химическом соединении. Это свойство является основой рентгеноспектрального йпализа. Р. л. широко используются в науке и технике. Высокая про- [c.213]

Мозли в результате исследования рентгеновских спектров элементов показал, что положительный заряд атома элемента численно равен порядковому номеру в периодической системе. Следовательно, химическая природа элемента определяется не массой (атомным весом), а новой величиной — зарядом ядра или порядковым номерем. [c.82]

Рентгеновская спектроскопия. Рентгеновское излучение имеет ту же электромагнитную природу, что и световое излучение, у-излучение и радиоволны. Рентгеновские спектры получают при бомбардировке вещества, находящегося непосредственно на аноде рентгеновской трубки, электронами высокой энергии, испускаемыми катодом (рис. 80). Получаемый ренгеновский спектр называется первичным. Вторичный рентгеновский спектр получается при облу- [c.181]

С химической точки зрения наиболее важной характеристикой атома является его атомный номер 2, равный числу протонов в ядре (т. е. заряду ядра) и, следовательно, числу электронов. Атомные номера определяют большинство химических и физических свойств данных атомов в совокупности и различны для разных элементов. Атомные номера были впервые определены Резерфордом из его экспериментов по рассеянию а-частиц металлическими фольгами, и с тех пор эти величины находят из рентгеновских спектров. Из элементов, встречающихся в природе, наибольший атомный номер имеет уран с 2 — 92, так что до урана должен быть еще 91 элемент. Все эти элементы, за исключением четырех, встречаются в природе, а четыре недостающих элемента в настоящее время получены с помощью ядерных реакций, так же как одиннадцать элементов с большими атомными номерами, чем у урана. Более подробно об этом можно прочесть в книгах, посвяшенных строению атомов и ядериой химии. [c.10]

Согласно рассмотренным нэми постулатам переход электрона с более далекой от ядра орбиты на более близкую влечет за собой испускание лучистой энергии. Для электронов внутре.чних орбит длины волн такого излучения в несколько тысяч раз меньше, чем длины волн видимого света, т. е. это излучение будет представлять собой рентгеновские лучи. В зависимости от строения атома возникают колебания той или иной частоты, т. е. каждый элемент имеет свой спектр. Таким образом, рентгеновские лучи, которые, как известно, одинаковы по природе со световыми лучами, все же отличаются от них местам своего возникновения в атоме в то время как световые лучи возникают при переходах электронов во внешних слоях атома с одной орбиты на другую, рентгеновские лучи возникают в глубине атома во внутренних электронных оболочках. Это различие в происхождении имеет своим следствием и различия в некоторых свойствах световых и рентгеновских спектров. [c.78]

Прометий вхРт встречается в природе лишь в исчезающе малых количествах как продукт самопроизвольного распада урана в урановых рудах. Уже в 1926 г. несколько групп исследователей при помощи оптических и рентгеновских спектров доказали присутствие 61-го элемента в различных лантанидных концентратах. Ученые из Иллинойсского университета предложили для него название иллиний (II), а флорентийские ученые — флоренций (Р1). [c.502]

Со времени работ Хэгга, первоначально применявшийся в качестве основного метода изучения систем металл — водород, метод построения изотерм и изобар равновесной упругости водорода был дополнен рентгенографическим изучением кристаллической структуры. Поэтому выявление индивидуальных гидридных фаз значительно упростилось. jVie-тоды электроно- и нейтронографии, в особенности прецизионный анализ рентгеновских спектров испускания, применяемые в последнее время, сулят богатые возможности не только в отношении определения фазового состава, но и открывают перспективы определения распределения электронов, т. е. выявления природы химической связи металл — водород. [c.183]

Повсюду, где в периодической системе недоставало элементов, обнаруживались и пустоты в диаграмме Мозли между 42-м элементом (молибденом) и 44-м (рутением), между 60-м (неодимом) и 62-м (самарием), между 71-м (лютецием) и 73-м (танталом), 74-м (вольфрамом) и 76-м (осмием). К этим еще не известным элементам с порядковыми номерами 43, 61, 72, 75 позднее добавились еще элементы с номерами 85, 87 и 91. Теперь их можно было бы очень точно обнаружить с помощью линий рентгеновского спектра. Все сделанные раньше сообщения о новых открытиях также можно было точно проверить с помощью закона Мозли. Английский физик нашел решающий критерий для классификации элементов. Бор высказал одобрение Работу Мозли по ее важности и значению можно поставить в один ряд с открытием периодической системы, в некотором отношении она даже более фундаментальна . Резерфорд присоединился к этому мнению. Французский химик Ж. Урбэн, открывший некоторые редкоземельные элементы и хорошо знавший всю сложность их природы, заявил, пораженный Закон Мозли заменяет несколько романтичную классификацию Менделеева точным научным поня-тием [c.81]

Исследования в области рентгеновской спектроскопии, получившие большое развитие сразу же после открытия явления диффракции рентгеновских лучей в кристаллах, как известно, сыграли выдаюш уюся роль в создании современной теории атома. Уже в первые годы физики, работавшие в этой области, накопили большой экспериментальный материал, касающийся величин длин волн и относительной интенсивности линий рентгеновских спектров большинства химических элементов, и установили в высшей степени интересные и важные закономерности. Их объяснение, так же как и возможность создания на базе новых теоретических представлений рациональной систематики линий рентгеновского снектра, являлось одним из паиболее крупных успехов теории атома. Только после этого и особенно после успешного внедрения в 30-х годах нашего столетия в практику светосильных рентгеновских спектрографов с изогнутым кристаллом стало возможным использование рентгеновской спектроскопии в химии. При помощи этого нового аналитического метода были впервые обнаружены и охарактеризованы некоторые, до тех пор неизвестные химические элементы — рений и гафний, существование которых в природе было предсказано Д. И. Менделеевым. [c.201]

Зо11 1ая теория, хорошо описывающая многие физические свойства кристаллов, довольно часто используется для объяснения тонкой структуры рентгеновских полос эмиссии и псглощенпя. В ряде случаев теоретически построенные кривые плотности состояний в зоне N 5) достаточно точно могут быть трансформированы в кривые 1 Е), совпадающие по форме с экспериментальными. Однако такой подход требует дополнительной информации относительно долп участия в переходах электронов 5-, р- или -симметрии. Кроме того, необходимо принять условие, по которому спектры испускания обязаны переходам только из занятых состояний. Признание образования последних полос всех серий переходами нз внешней зоны не согласуется с правилами отбора и с опы-то.м. Ширины и формы полос разных серий одного элемента, как правило, различны. Несмотря иа большое количество исследований, этот факт не нашел должного объяснения. До сего времени нет единого взгляда на природу рентгеновских полос, в частности, о природе /(р5-полос переходных элементов в литературе существует три различных суждения [1—3]. Все это заставляет искать другие варианты моделей полос, описывающих тонкую структуру спектров более однозначно. [c.45]

В литературе имеются таблицы как линий характеристических рентгеновских спектров [15], так и критических энергий, соответствующих скачкам поглощения [16], с помощью которых всегда можно подобрать подходящие поглотители и исследовать природу электромагнитного излучения, сопровождающего процессы радиоактивных превращений. Обычно предметом исследования являются Ка-яжшт характеристического [c.120]

Природа взаимодействия столь различающихся по энергии квантов с веществом принципиально неодинакова. Так, излучение уквантов связано с ядерными процессами, излучение квантов в рентгеновском диапазоне обусловлено электронными переходами во внутренних электронных слоях атома, испускание квантов УФ- и видимого излучения или взаимодействие вещества с ними — следствие перехода внешних валентных электронов (сфера оптических методов анализа), поглощение ИК- и микроволновых квантов связано с переходом между колебательными и вращательными уровнями молекул, а излучение в ра-диоволновом диапазоне обусловлено переходами с изменением ориентации спинов электронов или ядер атомов. Для решения разнообразных задач наибольшее значение имеют спектральные методы анализа, оперирующие с излучением рентгеновского, оптического, ИК- и радиоволнового диапазонов. В данном практическом руководстве по физико-химическим методам анализа рассматриваются оптические методы, которые традиционно делятся па оптическую атомную и оптическую молекулярную спектроскопию. В первом случае аналитические сигналы в области спектра от 100 до 800 нм являются следствием электронных переходов в атомах, во втором — в молекулах. [c.7]