Рентгеновские спектры и строение

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]

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 — [c.69]

В 1912 г. Генри Мозли (1887-1915) обнаружил, что частота рентгеновского излучения, испускаемого элементами при бомбардировке электронным пучком, лучше коррелирует с их порядковыми номерами, чем с атомными массами. Закономерная взаимосвязь между порядковым номером элемента и частотой (или энергией) рентгеновских лучей, испускаемых элементом, определяется внутриатомным строением элементов. Как мы узнаем из гл. 8, электроны внутри атома располагаются по энергетическим уровням. Когда элемент бомбардируется мощным пучком электронов, атомные электроны, находящиеся на самых глубоких энергетических уровнях, или, иначе, электроны из самых внутренних оболочек (ближайших к ядру), могут вырываться из атомов. Когда внешние электроны переходят со своих оболочек на образовавшиеся вакансии, атомы излучают энергию в форме рентгеновских лучей. Рентгеновский спектр элемента (набор частот испускаемого рентгеновского излучения) содержит в себе информацию об электронных энергетических уровнях его атомов. В настоящий момент для нас важно то, что эта энергия зависит от заряда ядра атома. Чем больше заряд атомного ядра, тем прочнее связаны с ним самые внутренние электроны атома. Тем большая энергия требуется для выбивания из атомов этих электронов и, следовательно, тем большая энергия испускается, когда внешний электрон переходит на вакансию во внутренней электронной оболочке. Мозли установил, что частота испускаемого при этом рентгеновского излучения (ее обозначают греческой буквой ню , V) связана с порядковым номером элемента Z соотношением [c.311]

Графически закон Мозли представлен рис. 101. Открытие этой зависимости Мозли (1913) сыграло очень важную роль при выяснении строения атома (в частности, подтвердило его слоистое строение), позволило определять экспериментально атомный номер элемента и подтвердило правильность расположения элементов в периодической системе. Установленная Мозли зависимость позволила рассчитать рентгеновские спектры в то время еще неизвестных, и открытых лишь впоследствии элементов —гафния, рения и др. [c.172]

На рис. 58 показана схема возникновения К- и -серий рентгеновских лучей. В действительности характеристический рентгеновский спектр имеет более сложное строение. Практическое значение в рентгеноструктурном анализе имеют линии /(-серии Ка Каг и /(р. Анализ проводят на /(а-лучах с длиной волны X , которую определяют [c.109]

В энергетическом спектре фотоэлектронов, представляющем кривую зависимости числа фотоэлектронов от кинетической энергии (или энергии связи электронов в атомах), наблюдаются четкие узкие полосы, каждая из которых соответствует определенному электронному уровню например, уровням показанным на рис. VI. , соответствует спектр вида, приведенного на рис. VI.2, а. Интенсивность полос пропорциональна содержанию эквивалентных (с учетом окружения, т. е. химического строения) атомов данного элемента. Информация, извлекаемая из фотоэлектронного спектра, прежде всего из положения пиков, сходна с той, которая может быть получена из рентгеновских спектров поглощения (или, соответственно, из УФ спектров). При прохождении через слой образца непрерывного спектра рентгеновского из- [c.136]

Строение атома. Из экспериментальных данных (спектры атомов , рентгеновские спектры, опыт Франка — Герца) следует, что в электронной оболочке атома имеются электроны в различных дискретных энергетических состояниях. Между этими энергетическими состояниями возможны электронные переходы. В 1913 г. Н. Бор связал уравнение, описывающее движение тел в классической механике, с постулатом о дискретном характере поглощения и излучения энергии электронами. В соответствии с этим изменение энергии при -электронном переходе равно [c.174]

Рентгено-спектральный анализ. Все рассмотренные в этом параграфе методы используются главным образом для молекулярного анализа. Теперь остановимся на использовании рентгеновских спектров, которые служат целям атомного анализа, так как их появление связано с возбуждением электронов внутренних оболочек, строение которых сохраняется почти неизменениям для атомов каждого элемента в любых химических соединениях. [c.346]

Физические свойства. Одним из важнейших свойств гафния является способность испускать электроны как в металлическом, так и в солеобразном состояниях. Поэтому он применяется в рентгено- и радиотехнике. По физическим свойствам он больше всего похож на цирконий, ближайшим аналогом которого является, что обусловливается одинаковым построением электронной оболочки, близкими величинами радиусов атомов и ионов одинаковой зарядности и одинаковым кристаллическим строением. Место его в таблице Менделеева определено на основании рентгеновского спектра. В чистом виде гафний, как и цирконий, — металл серебристо-белого цвета, твердый, хрупкий плотность 13,31, очень тугоплавкий (т. пл. 2222° С). [c.302]

Структура электронной оболочки атомов химических элементов изменяется периодически с ростом порядкового номера элемента. Поскольку свойства есть функция строения электронной оболочки, они должны находиться в периодической зависимости от заряда ядра атома. И действительно, для самых разнообразных характеристик элементов указанная зависимость выражается периодическими кривыми, имеющими ряд максимумов и минимумов. Даже такие на первый взгляд непериодические свойства, как удельная теплоемкость простых веществ, частоты линий рентгеновского спектра элементов и т. д., при внимательном анализе оказываются периодическими. [c.61]

Некоторые свойства элементов, которые зависят от строения ядер, изменяются не периодически, например атомный вес, радиоактивные свойства, частота определенных соответственных линий рентгеновских спектров элементов. [c.83]

Строение электронной оболочки и свойства элементов. Структура электронной оболочки атомов химических элементов изменяется периодически с ростом порядкового номера элемента. Поскольку свойства есть функция строения электронной оболочки, они должны находиться в периодической зависимости от заряда ядра атома. И действительно, для самых разнообразных характеристик элементов указанная зависимость выражается периодическими кривыми, имеющими ряд максимумов и минимумов. Даже такие на первый взгляд непериодические свойства, как удельная теплоемкость простых веществ, частота линий рентгеновского спектра элементов и т.д., при внимательном анализе оказываются периодическими. Объясняется это тем, что периодичность присуща всей электронной оболочке атолюв, а не только ее внешним слоям. Рассмотрим кратко наиболее важные периодические свойства элементов. [c.45]

Открытие этой зависимости Мозли (1913) сыграло важную роль при выяснении строения атома (в частности, подтвердило его слоистое строение), позволило определить экспериментально атомный номер элемента, и подтвердило правильность расположения элементов в периодической системе Д.И. Менделеева. Установленная Мозли зависимость позволила рассчитать рентгеновские спектры в то время еще [c.159]

Строение внутр. оболочек А., электроны к-рых связаны гораздо прочнее (энергия связи 10 -10" эВ), проявляется лишь при взаимод. А. с быстрыми частицами и фотонами высоких энергий. Такие взаимод. определяют характер рентгеновских спектров и рассеяние частиц (электронов, нейтронов) на А. (см. Дифракционные методы). Масса А. определяет такие его физ. св-ва, как импульс, кинетич. энергия. От механических и связанных с ними магн. и электрич. моментов ядра А. зависят нек-рые тонкие физ. эффекты (ЯМР, ЯКР, сверхтонкая структура спектральных линий, см. Спектроскопия). [c.216]

Вместе с тем были найдены два чрезвычайно важных свойства элементов, которые вместо соответствующего попеременного увеличения и уменьшения своей величины с ростом атомного веса элемента показали плавный рост в области от наиболее легкого до наиболее тяжелого атома. Это рентгеновские спектры элементов и заряды ядер. Однако, прежде чем переходить к рассмотрению работ Мозли и Резерфорда, нам следует познакомиться с некоторыми опытами, которые в начале этого века позволили внести столь существенные изменения в теорию строения атома. [c.193]

Возникновение рентгеновского спектра можно изобразить схематически так же, как и возникновение оптического спектра (см. рис. 102). Расстояние между уровнями зависит от строения атома (заряда ядра). Поэтому длина волны линий каждой серии зависит от положения элемента в периодической системе Менделеева. Каждому элементу соответствуют свои характеристические рентгеновские частоты (длины волн). [c.171]

Строение атома и рентгеновские спектры [c.77]

Дезоксирибонуклеиновая кислота может быть получена в виде ориентированных волокон. Рентгеновский спектр этих волокон обнаруживает сильные меридианальные рефлексы на расстояниях 3,4 А, что указывает на структуру, в которой плоские ароматические остатки пуринов и пиримидинов (X, У и т.д.) расположены одни над другими, подобно монетам в столбике, в плоскостях, перпендикулярных оси волокна, тогда как кольца сахарных остатков лежат в одной плоскости с осью волокна (М. А. Уилкинс, 1957 г.). Другие исследования показывают, что волокно состоит из двух подобных параллельных цепей, изогнутых в виде двойного винта с общей осью и связанных друг с другом посредством водородных связей. Таким образом, и в этом классе возникает столь важное у белков геликоидальное строение (Дж. Д. [c.777]

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]

Наконец, отметим, что спектры излучения различных элементов связаны с электронными процессами внутри их. Поэтому оптический спектр дает указание о строении верхних электронных слоев, а рентгеновский спектр позволяет разобраться в строении глубинных электронных слоев атома. Также и ряд других наблюдений, опытов и теоретических расчетов лег в основу построения электронных схем строения атома. [c.92]

Современная атомная физика и химия более глубоко вскрыли содержание периодической системы, развили ее, дали ответ на те вопросы, которые оставались еще не ясными. В частности, причина химической периодичности не могла быть раскрыта в рамках только химии. Развитие физики, связанное с изучением рентгеновских спектров, радиоактивности и строения атома (Г. Мозли, Н. Бор, В. Паули), позволило вскрыть физический смысл периодического закона. Основная сущность этого закона заключается в том, что идущее по мере увеличения положительного заряда ядра (а следовательно, и числа внешних электронов) последовательное развитие атомных структур протекает с периодическим образованием сходных электронных систем. Поэтому все свойства, связанные с распределением электронов в атомах, должны также изменяться периодически . Не атомный вес, а заряд ядра является основной характеристикой атома, само периодическое повторение аналогичных особенностей в свойствах элементов и форм их соединений в молекулах есть следствие периодичности в строении электронных оболочек. [c.68]

Можно считать, что теория Льюиса в ее современном виде выросла из теории строения атома Резерфорда, изображающей каждый атом в виде миниатюрной солнечной системы, в которой отрицательно заряженные электроны вращаются вокруг положительно заряженного ядра. Практически вся масса атома локализирована в его ядре. Электроны атомов всех элементов тождественны друг другу, но ядра атомов каждого элемента отличаются от ядер атомов другого элемента по своему заряду и массе. Их средние массы пропорциональны их атомным весам, тогда как их заряды, выраженные как кратные заряда электрона, равняются их атомным номерам, которые можно найти в таблице Менделеева или из рентгеновских спектров элементов (Мозли). Так как атомы нейтральны, то число планетарных электронов каждого атома должно быть численно равным атомному номеру. [c.469]

В апреле 1914 г. Мозли опубликовал результаты исследования 39 элементов, от 1зА1 до 7,Ли. (Напомним, что порядковый номер элемента указывается индексом слева внизу от символа элемента.) Часть полученных им данных воспроизводится на рис. 7-2. Мозли писал Спектры элементов представляют собой равноотстоящие друг от друга горизонтальные линии. Выбранная последовательность расположения элементов соответствует возрастанию их атомных весов (масс), за исключением случаев Аг, Со и Те, когда она не согласовывалась с последовательностью изменения их химических свойств. Между элементами Мо и Ки, а также между Nd и 8т и между XV и Оз остаются вакантные места для спектральных линий, но элементы, которым могли бы соответствовать линии в этих местах, неизвестны... Все это эквивалентно тому, как если бы мы приписали последовательным элементам ряд характеризующих их последовательных целых чисел... Тогда, если бы какой-либо элемент не удавалось охарактеризовать такими числами или произошла ошибка в составлении последовательности элементов либо в нумерации мест, оставленных для еще неизвестных элементов, установленная закономерность (прямолинейная зависимость) оказалась бы сразу же нарушенной. Это позволяет на основании одних лишь рентгеновских спектров заключить, не пользуясь никакой теорией строения атома, что указанные выше целые числа действительно могут характеризовать элементы... Недавно Резерфорд показал, что наиболее важной составной частью атома является расположенное в его центре положительно заряженное ядро, а Ван-ден-Броек выдвинул предположение, что заряд этого ядра во всех случаях представляет собой целочисленное кратное от заряда ядра водорода. Есть все основания предполагать, что целое число, определяющее вид рентгеновского спектра [элемента], совпадает с числом единиц электрического заряда в ядре [его атомов], и, следовательно, данные эксперименты самым серьезным образом подтверждают гипотезу Ван-ден-Броека . [c.312]

Необходимость разработки многочисленных, столь не сходных между собой моделей макромолекул вызвана не только и не столько расхождениями взглядов различных исследователей на структуру асфальтенов, сколько невозможностью описать единой моделью особенности ВМС различного происхождения. Так, если слоистая модель удовлетворительно согласуется с результатами анализа упоминавшихся выше нефтей [395, 1030—10351, то крайне сомнительно соответствие ее реальной макроструктуре асфальтенов из таджикской нефти (Кичик-Бель) [396], очень слабо метаморфизован-ной,смолистой, сернистой,высокоцикличной. Кичикбель-ские асфальтены, не выделяясь по средней молекулярной массе, обладают очень большими размерами изолированных частиц (см. табл. 7.2) и в рентгеновских спектрах не дают сколько-нибудь четко выраженных пиков отражения, характерных для упорядоченных структур (см. рис. 7.1, кривая 2). Этп ас-фальтепы совершенно не проявляют способности к набуханию при растворении, хотя именно такое поведение типично для слоистых макрочастиц. Макромолекулы этих ВМС вероятно, должны иметь монослойное строение. [c.188]

М-, К-,. ..-серии (рис. А.8). Объяснение строения рентгеновских спектров предложено Косселем (1914 г.), который предположил, что существует закономерное соотношение между энергией электронов в атоме и их расстоянием от ядра. Рентгеновское излучение возникает в том случае, если ближайший к ядру э.тектрон выбивается из атома, а электрон, находившийся на более далеком расстоянии от ядра, занимает его место. При этом возникает излучение с частотой V, которое соответствует разности энергий этих двух электронных состояний. Очень важно то, что число рентгеновских серий значительно меньше суммарного числа электронов в атоме. Вероятнее всего, что в атоме всегда имеется несколько электронов, находящихся в приблизительно одинаковом энергетическом состоянии. Поэтому и возникло представление о том, что электроны в атоме распределены по оболочкам , причем все электроны каждой такой оболочки имеют одну и ту же энергию. Чем меньше энергия электрона, тем больше вероятность найти его на более далеком расстоянии от ядра, т. е. тем слабее он связан с ядром. Происхождение рентгеновских серий можно легко понять из рис. А.9. [c.40]

К числу наиболее важных моделей следует отнести планетарную модель атома, предложенную Резерфордом (1911). Им было обнаружено, что при прохождении пучка а-частиц сквозь тонкие слои образцов чистых металлов происходит лишь небольшое их рассеяние, только малая доля а-частиц отклоняется на угол рассеяния более 90°. Причем примерно 1 частица из 10 000 отражалась в обратном направлении, Для объяснения результатов опытов Резерфорд предложил планетарную модель строения атома, сходную со строением солнечной системы. В центре атома находится положительно заряженное ядро, размеры которого (10 см) очень малы по сравнению с размерами атома (10 см), а масса ядра почти равна массе атома. Вокруг ядра движутся электроны, число которых в нейтральных атомах равно величине заркда ядра. Вскоре было показано, что положительный заряд, выраженный в единицах элементарного заряда, равен порядковому номеру элемента в периодической системе. Численные значения заряда ядра были найдены Мозли (1913) на основе изучения рентгеновских спектров и Чедвиком (1920) из данных -по рассеянию а-частиц. [c.43]

Появление и рост эффективных зарядов на атомах должны приводить не только к увеличению энергии разрыва связи, но и к увеличению энергии отрыва электрона с внутренних орбит атома. Поэтому рентгеиоспек-тральные исследования могут, в принципе, дать богатую информацию об электронном строении кристаллов. Сум- баеЕ [166] установил, что ионность связи в кристаллах растет пропорционально увеличению разности ЭО атомов и их КЧ. К такому же выводу пришла и наша лаборатория при изучении рентгеновских спектров координационных кристаллов [167]. [c.104]

Учение о строении атомов дало объяснение указанным отступлениям. Согласно 25, более правильно говорить, что свойства элемента зависят от величины положительного заряда ядра, а не от атомного веса. Опытное определение зарядов ядер при помощи рентгеновских спектров подтвердило правильность расположения указанных 4 пар элементов, сделанное Д. И. Менделеевым 18Аг —, (,К, Со — 52Те-ьз1, воТН- Ра. [c.192]

Рентгеновский спектр отличается от обычного чрезвычайно простым строением и большей независимостью от условий возбуждения. Положение линий рентгеновского спектра и отношение их интеисивностей определяются строением внутренних частей атома. Посторонние элементы в анализируемом веществе сильно не влияют на спектр. В отношении открываемого минимума рентгеновский анализ уступает оптическо1 у спектральному анализу и химическому анализу. Граница надежного открытия висмута при помощи рентгеновского спектра находится приблизительно при 0,1—0,01 вес.%. Границы обнаружения элементов можно повысить их предварительным разделением и обогащением. [c.323]

РЕНТГЕНОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ, изучает рентгеновские спектры испускания (эмиссионная Р. с.) н поглощения (абсорбц. Р. с.). Методы Р. с. применяют для исследования электронного строения и неразрушакицего анализа в-в (рентгеновский спектральный анализ). [c.506]

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]

Характер светового спектра простых веществ подобно многим другим свойствам элементов изменяется при переходе от одною элемента к другому периодически, так что элементы, находящиеся в одной группе периодической системы (например, Р, С , Вг, Л), обладают сходны.ми по характеру световыми спектрами. Совершенно иные свойства имеют спектры рентгеновских лучей. Систематическое исследование рентгеновских спектров впервые было произведено в 1914 г. Мозли. Эти и позднейш.ие исследования показали, что рентгеновские спектры всех элементхэз имеют аналогичное строение. Спектральные линии их соединены в сходные по виду группы, но при переходе от более легких [c.78]

Внутренние электронные слои атома сохраняют свое строение и в соединениях. Процессы, происходящие в этих слоях, связаны с электромагнитными колебаниями в области рентгеновских лучей. Поэтому рентгеновские спектры элементов не зависят от того, находятся ли элементы в свободном состоянии или в соединениях. Определение этих спектров позволяет установить наличие и количественное содержание того или другого элемента в аналлзируелтом веществе. Этот метод дает лучшие результаты при определении элементов с большим атомным весом для наиболее легких элементов (до кальция) он практически применяется редко. Получение рентгеновских спектров требует сложной аппаратуры, и этот метод применяется преимущественна в работах исследовательского характера, при геологоразведочных изысканиях, а также для ряда специальных анализов. [c.83]

Синтезированы и исследованы производные ионола и продукты их термоокислительных превращений с помощью рентгеновских и ИК-спектров. Рентгеновские спектры сняты на установке УРС-50И с использованием характеристического фильтрованного излучения Ге-антикатода (Хк=1,936 А). Показано, что строение радикала-заместителя в производных ионола определяет термоокислительные превращения, что связано с различной их эффективностью как антиокислителей. Окисление ионола и некоторых его производных сопровождается образованием коньюгироваиных [c.612]

На основании характеристического рентгеновского спектра удается сравнительно легко и надежно идентифицировать вещество и в таких случаях, когда вследствие слишком больших трудностей, связанных с его получением в чистом виде, методы химического анализа не дают результата, а оптические спектры слишком сложны. На этом основан рентгеноспектралъный анализ, к обсуждению которого теперь следует перейти. В дальнейшем изложении, в последнем разделе, еще будет рассмотрен закон Мозли, сыгравший столь важную роль в развитии периодической системы и вскрывший сущность зависимости между атомными весами и порядковыми номерами. Однако прежде необходимо предварительно ознакомиться с теми выводами относительно строения атомов, к которым приводит изучение рентгеновских спектров и которые являются основанием для правильного понимания соотношений между атомным весом И порядковым номером. [c.255]

Естественно сопоставить слоистое строение атомов, содержащих дискретные, повторяющиеся электронные оболочки, с их положением в периодической таблице по отношению к инертным г зам и с их оптическими спектрами. Спещ ры и химические свойства щелочных металлов указывают на то, что у каждого последующего из них имеется новая оболочка , или новый уровень энергии. Таким образом, предшествующий уровень энергии завершается каждый раз конфигурацией соответствующего инертного газа. В соответствии с таким представлением конфигурации каждого инертного газа следует приписать определенный уровень энергии конфигурация гелия соответствует, следовательно, низшему уровню энергии, т. е. уровню К конфигурация неона — уровню Ь конфигурация аргона — уровню М и т. д. Таким образом, из рентгеновских спектров, если [как это сделан в уравнении (5)] представить их в виде термов для различных уровней энергии, получаются следующие (главные) квантовые числа [c.257]

Для атомов элементов с аналогичными внешними электронными оболочками наблюдается сходство онтич. спектров, связанных с возбуждением внешних электронов. С увеличекием числа внешних электронов эти спектры усложняются (см. Атомные спектры). 13 противоположность этому рентгеновские спектры атомов, соответствующие переходам между уровнями А., обусловленными внутренними электронами, и получающиеся при удалении одного или нескольких электронов из этих оболочек, монотонно изменяются при изменении 2 независимо от строения внешних электронных оболочек (см. Мозли закон и Рентгеноструктурный анализ). [c.162]