Щелочные металлы уровни энергии

Окрашивание пламени при внесении в него щелочных металлов или их соединений вызвано электронными переходами предварительно возбужденных атомов. При обратном переходе электронов возникает излучение, которое воспринимается в виде окраски пламени. Например, за счет теплоты пламени атомы натрия поглощают 200,8 кДж/моль теплоты, при этом происходит возбуждение атома и переход электронов на более высокие энергетические уровни. Желтая линия спектра натрия имеет , = 5,893-10 нм и возникает при переходе электрона с уровня Зр на уровень 3s. Проверьте расчетом соответствие длины волны и энергии излучения. [c.30]

Интересно влияние излучения на кристаллы. При поглощении рентгеновских лучей галогенидами щелочных металлов и другими кристаллами наблюдается характерное окрашивание. Хлористый натрий становится желтым, а хлористый калий — голубым, причем окраска обусловлена поглощением света электронами, которые были выбиты рентгеновскими лучами и захвачены вакансиями отрицательных ионов кристаллической решетки. Когда облученный кристалл нагревают, захваченные электроны высвобождаются, и при возвращении на более низкий уровень энергии они испускают свет. Это явление известно как термолюминесценция. Если кристалл нагревают медленно, то в ряде случаев испускается свет при определенных температурах. На характер кривых зависимости интенсивности излученного света от температуры влияют продолжительность облучения, присутствие примесей и другие факторы. Некоторые породы и минералы, такие, как известняк и флюорит, проявляют термолюминесценцию даже без предварительного облучения, потому что они содержат следы радиоактивного урана порядка нескольких миллионных долей. [c.556]

Переход электрона из оболочки атома благородного газа на более высокий энергетический уровень требует очень высокой затраты энергии, которая не может быть компенсирована энергией образования химической связи, поэтому щелочные металлы не проявляют других степеней окисления, кроме + 1. [c.320]

Рассмотрим в качестве примера лишь простейший случай — атомные спектры щелочных металлов, так как они аналогичны спектрам атомов водорода, но в отличие от них состоят из дублетов. Причиной этого отличия служит спин-орбитальное взаимодействие электрона, т. е. эффект суммарного действия спинового и орбитального моментов его. Полный момент количества движения данного электрона в атоме равен векторной су.чме орбитального и спинового моментов этого электрона. Спин же электрона может иметь разный знак. Поэтому в выражении полного момента электрона спиновой момент его должен либо складываться с орбитальным либо вычитаться из него. Вследствие небольшой величины спина вызываемая этим разность энергий двух состояний атомов незначительна. При этом ниже располагается уровень, отвечающий противоположной ориентации этих моментов. При переходе электронов в атомах из этих двух состояний на общий уровень (или наоборот) в спектре наблюдается дублетная линия. [c.49]

Внешне проявляющееся в виде окрашивания пламени испускания нагретыми атомами щелочных металлов световых лучей обусловлено перескоком электронов с более высоких на более низкие энергетические уровни. Например, характерная желтая линия спектра натрия (слагающаяся из волн с длинами 5890 и 5896 А) возникает при перескоке электрона с уровня Зр на уровень 35. Очевидно, что для возможности такого перескока необходимо предварительное возбуждение атома, т. е. перевод одного или нескольких его электронов на более высокий энергетический уровень. В рассматриваемом случае возбуждение достигается за счет теплоты пламени (и требует затраты 48 ккал г-атом), вообще же оно может последовать в результате сообщения атому энергии различных видов. Другие щелочные металлы вызывают появление следующих окрасок пламени (в скобках приводятся длины наиболее ярких линий видимого спектра) и —карминово-красной (6703), К —фиолетовой (4044), № —синевато-красной (4202), Сз — синей (4555 А). [c.221]

Естественно сопоставить слоистое строение атомов, содержащих дискретные, повторяющиеся электронные оболочки, с их положением в периодической таблице по отношению к инертным газам и с их оптическими спектрами. Спектры 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 [c.229]

Пары щелочных металлов (простые вещества) и сложных соединений ЩЭ имеют характерное окрашивание — карминово-красное, Ыа — желтое, К — фиолетово-розовое, НЬ — беловато-розовое, Сз — фиолетово-розовое. Как известно, окраска пламени возникает в результате температурного возбуждения атома или иона, сопровождающегося перескоком электронов на более высоко лежащие энергетические уровни. Возвращение назад (на основной уровень) сопровождается излучением энергии определенной для данного элемента длины волны или нескольких длин волн (спектр испускания). Кстати, тяжелые щелочные металлы — КЬ и Сз — были открыты спектральным методом, и их названия отражают присутствие в спектрах отдельных характеристичных линий спектр рубидия содержит, кроме других, красную линию (рубидос — красный), цезий — голубую (це-леос — небесно-голубой). [c.12]

Если кристалл поместить в небольшое постоянное электрическое поле, то для того чтобы в нем возник электрический ток, необходимо движение некоторых электронов ускорить, т. е. изменить их энергию. Небольшое изменение энергии, соответствующее слабому полю, может произойти только B том случае, если в кристаллах есть свободный энергетический уровень, близкий к тому, на котором находился электрон до действия поля (кристаллы первого и второго типов). Такие кристаллы обладают свойством проводников. Это, например, щелочные металлы, у которых на каждый атом приходится по одному валентному электрону. Так как энергетических уровней в кристаллах щелочных металлов вдвое больше, чем элементарных ячеек, то половина уровней в зоне свободна (кристаллы первого типа). У щелочноземельных элементов близколежащие s- и р-уровни атомов в кристаллах размываются так, что образуют перекрывающиеся зоны, (кристаллы второго типа). [c.170]

С увеличением радиусов атомов от лития к францию уменьшаются ионизационный потенциал и энергия сродства к электрону, следовательно, легкость отдачи электрона увеличивается. Таким образом, восстановительная способность щелочных металлов увеличивается сверху вниз. От лития к францию число электронных оболочек возрастает от 2 до 7, Атом лития отличается от остальных щелочных металлов тем, что его предвнешний уровень заселен двумя электронами, в то время как у других атомов — по 8. [c.241]

Повышение температуры подогрева воздуха в камерах сгорания (1500—1700° К) позволяет при минимальном отводе тепла через ограждаюШчИе поверхности получать температуры продуктов сгорания 2700—3000° К, что переводит процессы на качественно иной уровень. Высокий уровень температур вызывает весьма значительную ионизацию продуктов сгорания. Это обстоятельство при дополнительном вводе в жидкое топливо до 1 % ионизирующих добавок (щелочных металлов) или при использовании твердых топлив позволяет организовать процесс прямого преобразования тепловой энергии топлив в электрическую магнитогидродинамическим методом. Совместное поименение магнитогидродинамических и парогазовых установок повышает общий к.п.д. тепловых станций до 55%. [c.73]

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]

Полная аналогия между эмиссионными спектрами щелочных металлов и искровыми спектрами элементов щелочноземельной группы обнаруживается при рассмотрении рис. 59. На рисунке уровни энергии, соо ветствующие отдельным спектральным терма , обозначены горизонтальными линиями, так же как и на рис. 21. Отдельные уровни энергии обозначены обычными символами, при этом цифры соответствуют главным квантовым числам буквы , />, и / относятся к побочным квантовым числам соответствующих уровней энергии (см. стр. 142). За нулевое значение энергии (верхняя граница) здесь принята энергия атома при полном отщеплении соответствующего электрона. Ступенчатое уменьшение энергии по мере приближения электрона к ядру нанесено в направлении сверху вниз. Уровни энергии, находящиеся с левого края рисунка, являются уровнями энергии водородного атома для главных кмнтовых чисел = 2, 3, 4 и т. д. Уровень энергии, соответствующий = 1, находится гораздо [c.282]

Примечательно, что все соединения с группировкой Р—Р обладают относительно малой разностью между занятыми и свободными уровнями энергии. Эта разность того же порядка, что и в я-электронных системах ненасыщенных углеводородов. Энергетический уровень этих свободных молекулярных орбиталей обусловливает электроноакцепторные свойства бифосфинов, т. е. возможность реакций со щелочными металлами и нуклеофильными реагентами. [c.192]

Чем выше порядковый номер какой-либо линии главной серии, тем больше число т в выражениях (387) и тем выше исходный уровень энергии, соответствующий излучению этой линии. Тем больше также и расстояние электрона от ядра, соответствующее верхнему терму тР, тем меньше искажение куло-нова поля и тем ближе этот терм к водородному терму, тем меньше его расщепление. Поэтому, чем больше порядковый номер линии главной серии, тем меньше расстояние между её ком-попеитами по шкале волновых чисел, т. е. тем уже дублет. В случае 2-й побочной серии щелочных металлов (389) двойным является нижний уровень Р з Поэтому в этой серии ши- [c.333]

Подобным же образом можно рассмотреть адсорбцию атома щелочного металла, использовав рис. 2. Наиннзшне уровни потенциальной энергии на кривых 1 п 2 относятся соответственно к адсорбции атомов и ионов натрия. Поскольку уровень Л ниже уровня В, атомы должны адсорбироваться в ионной форме, и поэтому для атома N3, приближающегося к металлической [c.80]

В атомах щелочных металлов, благодаря возмущению орбиты валентного электрона в поле атомного остова, каждой паре квантовых чисел п, соответствует определенный энергетический уровень. С модельной точки зрения этой паре квантовых чисел соответствует орбита валентного электрона определенных размеров и формы. Принимая гипотезу о собственном моменте электрона, необходимо учесть возможные ориентации механического момента электрона относительно орбитального момента р. Так как электрон, наряду с механическим моментом р , обладает связанным с ним магнитным моментом Лд, то при его движении в электрическом поле атомного остова возникает добавочная энергия W, зависящая от ориентации момента р . По гипотезе Юленбека и Гоудсмита собственный момент р может ориентироваться относительно орбитального момента р только двумя способами. Этим двум возможным ориентациям соответствуют два значения добавочной энергии Д1 и, следовательно, расщепление каждого терма на два. Таким образом, оправдывается гипотеза Д. С. Рождественского о магнитном происхождении спектральных дублетов. Только магнитное взаимодействие обусловлено наличием собственных магнитных моментов у электронов, а не взаимодействием между валентным электроном и атомным остовом. [c.60]

Таким образом, СеIV имеет простой дублетный спектр, отличие которого от щелочных металлов заключается лишь в ином порядке расположения уровней. Интересно проследить, как меняется энергия связи S-, р-, d- и f-электронов при переходе от нейтрального атома щелочного металла sl к иону Се IV. На рис. 154 дано относительное расположение наиболее глубоких 2S-, 2Р-, 2J). 1 2р.уроц ед для Ball, La III и Се IV, причем уровни 6s 2S условно изображены на одной высоте цифры около уровней дают их энергию в эв. Как видно, у sl и Ball наиболее глубоко лежит уровень [c.294]

Возбуждение лазерным излучением для получения пучков возбужденных частиц не ограничивается атомами щелочных металлов. В пионерских работах [162, 163] показана возможность получения значительных концентраций молекул НС1 в пучке для исследования динамики взаимодействия возбужденных молекул НС1 с Na. Однако использование лазерного излучения для получения пучков селективно возбужденных молекул, ограничено отсутствием перестраиваемых лазеров с непрёрыв- ным излучением и мощностью, достаточной для исследования рассеяния. В некоторой мере этот недостаток восполняется химическими лазерами на НС1 и. НР, уровень мощности которых составляет = 100 мВт на одной линии. Следует учитывать, однако, что температура вращательных переходов, на которых происходит генерация, значительно выше, чем температура в пучке, а эффективность возбуждения молекул в перпендикулярной конфигурации Составляет несколько процентов. Увеличение эффективности лазерного возбуждения может быть достигнуто с помощью коаксиальной конфигурации молекулярный пучок — лазерный пучок [164], с фокусировкой лазерного излучения на сопло. Такая конфигурация позволяет наиболее полным образом использовать самые сильные лазерные линии. Наибольшая степень возбуждения ожидается в узкой области, близкой к соплу, где существует высокая плотность молекул. После осуществления полного расширения потока молекулы должны иметь вращательные температуры. Таким образом, основное преимущество метода, реализованного в работе [164], состоит в том, что после возбуждения поток переходит в молекулярный режим и энергия не диссипируется в столкновениях, как это имеет место при возбуждении в области перед соплом, несмотря на высокую эффективность накачки. [c.179]