Ортогелий

Дуговой спектр гелия состоит из небольшого числа линий, расположенных в спектральной области между 10800 и 2700 Айв спектральной области между 584 и 508 A (крайний ультрафиолет). Рунге и Пашен разбили спектральные линии гелия на две независимые серии и на основании этого высказали предположение, что для гелия характерны два состояния парагелий, которому принадлежат одиночные линии, и ортогелий, которому принадлежат дублеты (двойные линии). [c.635]

Если не учитывать спин-орбитальное взаимодействие, то Е1-нереходы с испусканием или поглощением света между триплетными и синглетньши состояниями запрещены (из-за ортогональности спиновых функций). В связи с этим синглетные и тринлетные состояния атома гелия являются в этом приближении независимыми. Попав в нижайшее возбужденное триплетное состояние г )а[(15) (25) ], атом гелия длительное время будет находиться в этом состоянии (месяцы), так как изменение ориентации спина одного из электронов трудно осуществимо. Из-за большого времени жизни этого состояния его называют метаста-бильным состоянием. Таким образом, атомы гелия, находящиеся в синглетных и триплетных состояниях, можно рассматривать как два разных типа атомов. Атом гелия, находящийся в син-глетном состоянии, называют парагелием. Атом гелия, находящийся в триплетном состоянии, называют ортогелием. Атомы парагелия не имеют магнитного момента и образуют диамагнитный газ. Атомы ортогелия обладают магнитным моментом и образуют парамагнитный газ. Спектральные линии атомов парагелия одиночны. Спектральные линии ортогелия состоят из трех близких линий (триплетов), соответствующих трем спиновым состояниям, энергии которых при учете релятивистских поправок отличаются на малую величину. [c.346]

В ортогелии (5=1) полный момент атома может принимать три значения [c.190]

Поэтому каждому числу L соответствуют три уровня и термы ортогелия триплетны. Например, для 1=1 имеем Р и Ра. Для 1 = 2 — 2, бз и т. д. Только уровень = 0, т. е. уровень 5, остается синглетным для него / принимает только одно значение, равное 1. Однако этому состоянию также приписывают индекс 3, показывая, что оно относится к ряду триплетов, например 2 51. [c.190]

Следует еще отметить, что в 1922 г. Лайман в дальней ультрафиолетовой области открыл еще одну серию гелия, принадлежащую парагелию, так что теперь известны в общей сложности четыре принадлежащие ему важные серии. Некоторые другие серии парагелия и ортогелия, к которым относится лишь очень небольшое число линий, представляют интерес только для специалистов по спектроскопии и атомной физике. . " [c.134]

И для первого электрона, который, конечно, не должен быть связан слабее, чем второй. Система, образуемая этими двумя электронами, отличается особой устойчивостью. Это следует прежде всего из чрезвычайно высокого значения потенциала ионизации гелия. Но еще отчетливее эта особая устойчивость системы электронов в нормальном атоме гелия проявляется при сравнении энергий, требующихся, с одной стороны, для перевода электрона с уровня 1 на ближайший более высокий уровень 28 и, с другой стороны, для перехода электрона с уровня, например, 2з на уровень Зр (ср. рис. 26). Первая равна 20,55 эв, а вторая — только 2,42 эв. Особая устойчивость системы электронов, имеющейся в нормальном состоянии атома гелия (парагелии), проявляется и в исключительно большом различии энергий нормального гелия и его метастабильной формы (ортогелия). Эта совершенно исключительная устойчивость определяет химическое поведение не только самого гелия, но и, как будет показано в следующей главе, поведение следующих за гелием элементов. Это утверждение справедливо и для других инертных газов, электронные системы которых, как показывают высокие значения потенциалов ионизации (см. табл. 22), также отличаются, исключительной устойчивостью.. [c.143]

Атом Г. состоит из ядра и двух электронов. Радиус атома Г., определенный различными методами, равен (в А) 0,98 (по вязкости) 1,33 (по ур-нию Ван-дер-Ваальса) 0,85 (из опытов по столкновению с электронами). Энергия ионизации Г. больше, чем у любого др. элемента и составляет 24,58 за для отрыва первого электрона (Не->Не+) и 54,4 эе — для второго (Не+-> ->Не +). Г. дает два дуговых спектра, отвечающих двум разным состояниям — ортогелию и парагелию, энергии к-рых в основных состояниях отличаются на 19,77 ав. Спектр, представляющий собой серию одиночных линий, относится к парагелию.. Ортогелий дает спектр, состоящий из дублетов. При обычных условиях лишь небольшая доля Г. относится к ортосостоянию. Кроме того, Г. дает искровой спектр, отвечающий ионам Не+. [c.414]

Двойственность спектра привела при исследовании гелия к предположению о существовании гелия в двух модификациях ортогелий (триплетный спектр) и парагелий (одиночный спектр). На самом деле, эти два состояния гелия отличаются лишь тем, что в ортогелии спины валентных электронов возбуждённых атомов параллельны (5 = 1), в парагелии — анти-параллельны (5 = 0). [c.335]

Энергия ортогелия и парагелия Таблица 4 [c.50]

Не 1525 11 1) (ортогелий) триплетное состояние Последовательность приближений Не 1525 3 (парагелий) синглетное состояние Е П [c.50]

Два электрона атома гелия могут иметь спины параллельные (ортогелий) или антипараллельные (парагелий). Обе формы сосуществуют в обычном гелии, причем переход между ними относится к запрещенным (VI 3 доп. 10). [c.471]

На рис. 26 стрелками, соответствующими электронным переходам с одного уровня на другой, показано возникновение линий важнейших серий гелия. Тот факт, что термы парагелия не комбинируются с термами ортогелия, согласно этой схеме, объясняется тем, что никогда электрон сам по себе не переходит с энергетического уровня парагелия на энергетический уровень ортогелия, и наоборот. Схема поясняет также, в чем смысл ограничений комбинационного принципа, упомянутых на стр. 120. Как видно, электронные переходы происходят только в тех случаях, когда побочное квантовое число к изменяется лишь на единицу или вообще не изменяется. Здесь не будут подробно описаны другие ограничения комбинационного принципа правилами отбора . На примере гелия видно. [c.124]

Значение побочных квантовых чисел в случае атома гелия. В случае атома водорода, а также однократно ионизированного атома гелия различия между энергетическими уровнями, соответствующими различным побочным квантовым числам, настолько малы, что они проявляются только в тонкой структуре спектральных линий. Для нейтрального атома гелия эти различия значительно больше. Это объясняется тем, что для нейтрального атома гелия, да и вообще для всех атомов, имеющих более одного электрона, энергия орбиты определяется побочным квантовым числом не только в силу вытекающей из теории относительности зависимости массы электрона от скорости, но и в значительно большей степени по совершенно иной причине. Это легко показать, пользуясь теорией строения атома Бора — Зоммерфельда , если внимательно рассмотреть орбиты, приведенные на рис. 27. Эта схема приблизительно верна для ортогелия. Лежат ли орбиты в одной плоскости или нет, имеет второстепенное значение. В любом случае со стороны электрона, вращающегося по круговой орбите (характеризующейся, согласно теории Бора— Зоммерфельда, квантовыми числами 11), действует на другой электрон, внешний по отношению к первому, отталкивающая сила. Поэтому притяжение внешнего электрона к [c.125]

Особая устойчивость системы электронов, имеющейся в нормальном состоянии атома гелия (парагелии), проявляется и в исключительно большом различии энергий нормального гелия и его метастабильной формы (ортогелия). Эта совершенно исключительная устойчивость определяет химическое поведение не только самого гелия, но и, как будет показано в следующей главе, поведение следующих за гелием элементов. Это утверждение справедливо и для других инертных газов, электронные системы которых, как показывают высокие значения потенциалов ионизации (см. табл. 22), также отличаются исключительной устойчивостью. [c.128]

Рассмотрим, например, атом гелия с двумя электронами, в котором наблюдается Ь—8-связь. Для двух электронов суммарный спин может равняться нулю или единице (антипараллельное и параллельное направление спинов отдельных электронов). Таким образом, схема термов гелия распадается на дйе груп-лы — термы парагелия (суммарный спин равен нулю) и термы ортогелия (суммарный спин равен единице). Такое разделение оправдано тем, что между термами обеих групп вообще нет переходов. Так называемые правила отбора, полученные экспериментально и обоснованные теоретически, утверждают, что воз- можны только такие переходы, при которых суммарный спин сохраняется, т. е. Д5=0. [c.190]

У атомов гелия тоже различают орто- и парамодификации, но они отличаются ориентацией спинов электронов. Спины электронов ортогелия параллельны парагелия — антипараллельны. [c.218]

Рис. 26. Энергетические уровни пара- и ортогелия. (502 А—расоч.)

Поясним сказанное примерами. В атоме гелия конфигурации (15) (2з) может соответствовать синглетный терм парагелия 5о, соответствующий спину, равному О, и триплетный терм ортогелия 5], соответствующий суммарному спину, равному 1. Как показано в 74, энергия триплетного терма меньше энергии синглетного терма. Поскольку в состоянии 5[ суммарный спин равен 1, а орбитальный момент равен О, то полный момент равен только одному значению (1), и энергия трех возможных состояний остается вырожденной и при учете спин-орбитального взаимодействия. Конфигурации электронов (15) (2р) в атоме гелия соответствует один терм парагелия и три терма ортогелия Я], 2, различающиеся значениями полного момента (О, 1 и 2). При учете спин-орбитального взаимодействия энергия этих термов становится разной. [c.364]

Раньше полагали, что две различные группы серий, характеризующих спектр гелия, следует приписать двум различным элементам, названным ортогелием и парагелием (или астерием). Однако оказалось, что гелий, вне всякого сомнения, является простым веществом (в смысле химического элемента). Различие спектров объясняется тем, что в случае гелия упомянутые ограничения комбинационного принципа налагают, вообще говоря, задрет на комбинации между обеими группами термов. Электронные переходы, характеризующиеся испусканием спектра, приписываемого парагелию, приводят к конечному состоянию, в котором оба электрона нейтрального атома гелия связаны иначе, чем в конечном состоянии, получающемся при испускании линий спектра ортогелия. Хотя во втором состоянии атом гелия имеет большую энергию, чем в первом, он не может за счет излучения непосредственно перейти из конечного о/)лго-состояния в конечное па/)о-состояние. Переходы из других состояний ортогелия в состояние парагелия и наоборот за счет излучения также практически не происходят, за исключением переходов, сопровождающихся полным отщеплением электрона (ионизацией). [c.134]

Однако спектроскопические наблюдения показывают, что основная орбита с квантовым числом п=1 не всегда является нормальным состоянием атома гелия. Для наиболее коротковолновой серии спектра ортогелия получается основной терм с тг = 2. Линии, комбинирующиеся с остальными линиями ортогелия и которые должны были бы соответствовать основному терму с тг=1, не обнаружены, хотя они и должны были бы лежать в области спектра, вполне доступной для измерений. Отсюда можнО сделать вывод, что в случае ортогелия основной орбитой второго электрона является орбита с квантовым числом п=2. Напротив, в случае парагелия граница серий указывает на то, что основная орбита имеет квантовое число тг=1. Таким образом, можно теперь сказать, что различие между ортогелием и парагелием заключается в том, что в атомах ортогелия основная орбита второго электрона имеет квантовое число п = 2, а-в атомах парагелия основная орбита второго электрона, так же как и основная орбита первого электрона, характеризуется квантовым числом л=1. Отсутствие комбинирующихся линий указывает на то, что переход атомов гелия из одного состояния в другое может происходить только путем полной ионизации. [c.136]

На рис. 26 стрелками, соответствующими электронным переходам с одного уровня на другой, показано возникновение линий важнейших серий гелия. Тот факт, что термы парагелия не комбинируются с термами ортогелия, согласно этой схеме, объясняется тем, что никогда электрон сам по себе не переходит с энергетического уровня парагелия на энергетический уровень ортогелия, и наоборот. Схема поясняет также, в чем смысл ограничений комбинацйонного принципа, упомянутых на стр. 134. Как видно, электронные переходы происходят только в тех случаях, когда побочное квантовое число к изменяется лишь на единицу или вообще не изменяется. Здесь не будут подробно описаны другие ограничения комбинационного принципа правилами отбора . На примере гелия видно, как, не зная модели атома, сопоставлением результатов спектральных исследований с результатами измерений методом электронного удара можно найти, даже в сложных случаях, совершенно точное положение энергетических уровней атома. [c.139]

Значение побочных квантовых чиеел в случае атома гелия. В случае атома водорода, а также однократно ионизированного атома гелия различия между энергетическими - уровнями, соответствующими различным побочным квантовым числам, настолько малы, что они проявляются только в тонкой структуре спектральных линий. Для нейтрального атома гелия эти различия значительно больше. Это объясняется тем, что для нейтрального атома гелия, да и вообще для всех атомов, имеющих более одного электрона, энергия орбиты определяется побочным квантовым числом не только в силу вытекающей из теории относительности зависимости массы электрона от скорости, но и в значительно большей степени по совершенно иной причине. Это легко показать, пользуясь теорией строения атома Бора—Зоммерфельда, если внимательно рассмотреть орбиты, приведенные на рис. 27. Эта схема приблизительно верна для ортогелия. [c.141]

Поэтому в спектре должны наблюдаться как бы две независимые системы линий. Именно это и имеет место у Не. Интеркомбинационные линии, соответствующие переходам между триплетными и синглетными термами, в спектре Не практически отсутствуют. В связи с этим долгое время говорили о двух разновидностях гелия с совершенно различными спектрами — ортогелии и парагелии. Такая терминология сохранилась и до настоящего времени. Синглетную систему термов иногда называют системой термов парагелия, и триплет-ную —системой термов ортогелия. [c.65]

Для атомов, имеющих несколько последовательностей термов, имеет место дополнительный интеркомбинационный запрет спонтанных переходов. Как правило, линии, соответствующие ком бинации термов, относящихся к двум различным последователь ностям (например, к одиночным и триплетным термам элементо(-с двумя валентными электронами), па опыте пе наблюдаются Это значит, что не имеют места такие спонтанные переходы, при которых направление спина валентного электрона меняется на обратное, и приводит к тому, что совокупность спектральных линий атомов с двумя валентными электронами как бы распадается на два отдельных спектра. В случае гелия говорят о спектре ортогелия (главная серия состоит из тройных линий) и о спектре парагелия (главная серия состоит из одиночных линий). Интеркомбинационный запрет нарушается у тяжёлых атомов, имеющих большое число электронных оболочек и у которыз подуровни отдельных термов сильно раздвинуты. Так, наиболее интенсивная (первая резонансная) линия в спектре ртути (Х=2537 А) соответствует переходу [c.430]

Наиболее подходящими условиями, в которых должны выполняться эти правила отбора, являются условия в атоме гелия, где спин-орбитальное взаимодействие очень мало. Это объясняет тот экспериментальный факт, что спектроскопически никогда не наблюдалось переходов между каким-либо триплетным и каким-либо синглетным состояниями. Поэтому спектр гелия выглядит так, как будто он обусловлен смесью двух веществ. Это было действительно обнаружено еще до того, как была выяснена роль спина в строении атомов, и тем, что, как мы знаем теперь, является набором синглетных и набором триплетных состояний, были даны соответственно названия парагелия и ортогелия в предположении, что имеются два сорта атомов гелия. Низшим состоянием ортогелия является ls2s 5, которое имеет гораздо более высокую энергию, чем низшее состояние парагелия Is 5, но, поскольку переход запрещен, основное состояние ортогелия не может быть [c.502]

Таким образом, оказывается, что атом с двумя электронами обладает двумя различными наборами серий — одиночных и триплетных. И действительно, гелий имеет два резко различных набора серий, поэтому прежде предполагалось, что гелий представляет собою смесь двух различных элементов, которым приписывались названия парагелия и ортогелия. Линии парагелия — одиночники линии ортогелия первоначально считались дублетами, но приборы высокой разрешающей силы, которыми располагает современная спектроскопия, обнаружили, что они представляют собой весьма узкие триплеты. [c.69]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология