Элементы оптические спектры

Общие сведения. Цинк, кадмий, ртуть являются последними представителями -переходных элементов в периодах. Это обстоятельство, а также специфика полностью завершенной ( °) орбитали накладывают на химию этих элементов определенные особенности. С одной стороны, они еще похожи на своих предшественников по периоду, с другой — в большей мере, чем другие -элементы, похожи на элементы главной группы (НА). Например, сульфат цинка очень похож на сульфат магния, а его карбонат — на карбонат бериллия. Общими для всех элементов главной и побочной подгрупп второй группы являются близость оптических спектров и сравнительно низкие температуры плавления металлов. С медью, серебром и золотом элементы подгруппы цинка роднит следующее. Как и элементы подгруппы меди, они дают комплексы с МНз, галогенид- и цианид-ионами (особенно 2п и С(1). Из-за сильного эффекта взаимной поляризации их оксиды окрашены, достаточно непрочны. Электрохимические свойства в ряду 2п—Сё—Нд изменяются аналогично их изменению в ряду Си—Ад—Аи. Они легко дают сплавы. [c.555]

Рентгеноспектральный анализ. Для рентгеноспектрального анализа чрезвычайно важно, что характеристическое рентгеновское излучение (приближенно) не зависит от того, в каком виде находится данный элемент — в свободном состоянии или в виде какого-нибудь соединения. В отношении обычного спектрального анализа это условие выполняется лишь постольку, поскольку при высокой температуре пламени или электрической дуги соединения разлагаются. Но оптические спектры элементов совершенно отличны от спектров соединений, образуемых этими элементами. [c.255]

Сопоставьте для кальция и цинка их химические свойства и оптический спектр со строением атома. Чем объясняются общие черты и различия в химических свойствах и спектрах этих двух элементов [c.46]

Число линий в спектре элемента. Оптические спектры разных элементов заметно отличаются друг от друга числом спектральных линий. Например, в видимой и УФ части спектра натрия удается [c.35]

Очень важное значение для изучения химических свойств элементов, исследования структуры внешних электронных слоев атомов имеют излучения, отражаюш,ие изменения энергии валентных электронов. Им соответствуют длины волн в основном видимого (500 нм) и ультрафиолетового диапазона (100 нм). Спектральные исследования в этой области длин волн электромагнитного излучения получили название оптической электронной спектроскопии. Оптические спектры атомов могут быть получены, когда возбужденные тем или иным методом (электронного удара, поглощения кванта света, в результате столкновения при нагревании с другим атомом и т. п.) внешние (валентные) электроны атомов переходят из состояний с большей энергией в состояния с меньшей энергией. При этом излучается квант света, частота которого (см. 3.3) определяется соотношением —Е1=к и характеризует линию спектра. [c.67]

Так как свойства вещества — механические, электрические, оптические, химические — определяются энергетическим состоянием валентных электронов, то в первую очередь нас интересует соответствующий участок энергетического спектра. Параметры последнего — значения ширины валентной, запрещенной зон, зоны проводимости и положение различных локализованных уровней — могут быть определены путем изучения оптических спектров, электропроводности и других свойств твердого вещества (см. гл. IX). Зная эти параметры, можно решать обратную задачу определять по ним неизвестные нам свойства вещества. Не случайно общепринятое деление твердых веществ на изоляторы, проводники, полуметаллы и металлы основывается на значениях ширины запрещенной зоны. Возьмем, например, ряд простых веществ алмаз, кремний, германий, олово, свинец. Каждое из этих вещёств по-своему замечательно и каждое используется как незаменимый материал, но в совершенно различных областях техники, а кремний и германии находят применение в полупроводниковой технике. Природа данных веществ изменяется скачками, как атомные номера соответствующих элементов. Скачками изменяется и ширина запрещенной зоны при переходе от одного аналога к другому. Для алмаза эта величина составляет 5,6 эВ. Это — изолятор, самое твердое из веществ. Для кремния она равна 1,21 эВ. Такой энергетический барьер уже много доступнее для валентных элек- тронов отсюда полупроводниковые свойства данного вещества. Ширина запрещенной зоны германия 0,78 эВ — он полупроводник с высокой подвижностью носителей тока — электронов и дырок. Наконец, серое олово по ширине запрещенной зоны, равной всего 0,08 эВ, занимает последнее место в данном ряду и относится скорее к металлам, чем к полупроводникам, а белое олово — настоящий металл. Так с изменением ширины запрещенной зоны закономерно изменяется природа твердого вещества. [c.105]

Рассмотрим вкратце некоторые результаты, полученные по оптическим спектрам для 3d- и 4/-элементов. [c.245]

З -Элементы. В табл. 6.9 приведены предсказанные на основе теоремы Яна — Теллера и подтвержденные оптическими спектрами точечные группы симметрии и характерные полиэдры для комплексов Зй-катионов с одинаковыми лигандами (если лиганды в комплексе разнородны, симметрия понижается). [c.245]

Подчеркнем еще раз, что разрешающая сила спектрального прибора тем больше, чем меньше спектральная ширина входной и выходной щелей. Однако при этом одновременно уменьшается и интенсивность излучения, попадающего на фотоприемник, и уменьшается отношение сигнал/шум. Кроме того, даже бесконечно узкая щель не дает бесконечно узкого изображения в фокальной плоскости. Объясняется это дифракцией, аберрацией света на элементах оптической системы монохроматора (щели, призмы и др.). От этих недостатков удается избавиться, облучая исследуемый образец сплошным спектром, длина волны X которого модулируется на своей частоте О) (см. табл. 11.2). [c.222]

Исследования, проведенные для выяснения вопроса не определяются ли спектры поглощения активатора спектрами поглощения атома активатора в свободном состоянии, показали, что такое совпадение присуще люминофорам с редкоземельными активаторами. Связано это с тем, что для указанных элементов оптические переходы протекают- - [c.8]

Общие сведения. Медь, серебро, золото во многих отношениях напоминают элементы N1, Рё, Р1. Как и элементы УШБ группы, они типичные комплексообразователи, в свободном состоянии легко образуют между собой и с другими металлами сплавы, характеризуются малым сродством к кислороду, встречаются в самородном состоянии. Близость химического поведения Си, Ag, Ац с элементами 1А группы мала она проявляется в основном в близости их оптических спектров. [c.550]

Уникальное положение водорода в Периодической системе. Водород — первый элемент и один из двух представителей первого периода системы. По электронной формуле 1.5 он формально относится к 5-элементам и является аналогом типически элементов I группы (лития и натрия) и собственно щелочных металлов (подгруппа калия). Это обусловливает сходство оптических спектров водорода и щелочных металлов. Водород и металлы 1А-группы проявляют степень окисления +1 и являются типичными восстановителями. Однако в состоянии однозарядного катиона И (протона) водород не имеет аналогов. В металлах 1А-группы валентный электрон экранирован электронами внутренних орбита-лей. У атома водорода отсутствует эффект экранирования, чем и объясняется уникальность его свойств. Кроме того, единственный электрон атома водорода является кайносимметричным, а потому исключительно прочно связан с ядром (Д = 13,6 В или 1312 кДж/моль). [c.292]

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]

Для исследования спектров поглощения и люминесценции различных покрытий в области длин волн от 0,4 до 0,75 мкм целесообразно использовать приборы, принцип действия которых основан на разложении в спектр светового пучка, прошедшего через исследуемую изоляцию или отразившегося от ее поверхности. Для этого можно использовать окулярные спектральные насадки 1, 5,. например, СПО-1. Основным элементом оптической системы насадки является окуляр Гюйгенса, состоя- [c.89]

Оптические спектры атомов рубидия и цезия характеризуются наличием в ближайшей инфракрасной области очень ярких резонансных линий, отвечающих для рубидия 7947,60 и 7800,227 А н для цезия 8943,50 и 8521,10 А [50,51]. Интенсивность линий 8521,10 и 7800,227 А, а также линии калия 7664,907 А является наибольшей среди всех элементов периодической системы и составляет 9000 условных единиц. Линии 7800,227 А рубидия отвечает переход с потенциалом возбуждения 1,59 в [52]. Характер возбуждения уровней атома рубидия очень медленными электронами представляет интерес при практическом использовании рубидия в установках с низкотемпературной плазмой [52]. Цезий может служить также одним из материалов для изготовления газовых оптических квантовых генераторов. Для оптического возбуждения в атомах цезия верхнего уровня 8 1/ обычно используется [c.79]

Методы масс-спектрометрии основаны на получении ионов определяемого элемента, их последующем разделении в магнитном поле (или другими средствами) по величине отношения т е (где т — масса иона, е — величина его заряда) и регистрации спектра полученных групп частиц. Они применяются в аналитической химии брома для количественного определения изотопов и для структурного анализа смесей гомологов по их молекулярной массе. Наиболее универсальные варианты — метод вакуумной искры и метод ионной бомбардировки, как и оптический спектральный анализ, позволяют одновременное определение большого числа элементов. Однако масс-спектры отличаются от оптических спектров отсутствием мертвых зон и в меньшей мере обременены помехами со стороны элементов-спутников, что обеспечивает более высокую чувствительность анализа, достаточную для решения ряда специальных задач химии материалов очень высокой степени чистоты. [c.158]

При.менение для определения строения окружения ионов спектров самих ионов имеет явное преимущество перед классическими методами инфракрасной (ИК) спектроскопии и комбинационного рассеяния (КР). В ИК и КР спектры дают вклад все элементы структуры исследуемых систем, как правило, многоатомных, что приводит к многочисленным наложениям спектральных линий, в то время как на оптических спектрах ионов-зондов отражается лишь влияние ближайшего окружения этих ионов. В качестве редкоземельного зонда наиболее часто используется европий. [c.199]

С. Фриш. Оптические спектры и периодическая система элементов. Усп, физ. наук 10, 111—135 (1930). [c.210]

Характеристические линии оптического спектра испускаются в том случае, когда атомы (ионы) в достаточной мере изолированы друг от друга и не испытывают взаимодействий, искажающих систему энергетических уровней, характерную для каждого элемента. Для анализа по оптическим спектрам вещество переводят в парообразное состояние, так чтобы молекулы его могли диссоциировать с образованием свободных атомов (ионов). [c.168]

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]

В отличие от оптических спектров между частотами определенных линий (Ка, ТСр, и т. д.) рентгеновских спектров различных элементов и их порядковым номером существует простая зависимость. Чем больше атомный номер, тем больше частота, а следовательно, меньше длина волны линии Ка, а и т. п. По частотам (длинам волн) линий рентгеновского спектра вещества можно определить его элементарный состав. В рентгеновском спектре элемента значительно меньше линий, чем в его оптическом спектре. [c.171]

Особый интерес представляют спектры поглощения растворов солей редкоземельных элементов и актиноидов. Они имеют почти одинаковое электронное строение внешних орбиталей. Поэтому данные элементы очень похожи друг на друга по своему химическому поведению и трудно разделимы. У редкоземельных элементов наименее прочно связанные электроны принадлежат достраивающемуся 4/-поду-ровню, который защищен от внешних воздействий завершенными подуровнями 5з, 5р, 6з. Оптические спектры редкоземельных элементов возникают в результате возбуждения именно этих наименее прочно связанных, но достаточно экранированных электронов. Эти спектры очень сложны и резко отличаются друг от друга. Они состоят из широких полос, расположенных в УФ-области спектра, и большого числа узких полос, отличающихся малой интенсивностью [1]. [c.9]

В то время как для более тяжелых элементов вплоть до лития потенциалы возбуждения соответствуют только границам абсорбции (следовательно, тем частотам излучения, которые атом может абсорбировать, но которые он, согласно изложенному в предыдущем разделе, не может излучать сш), примыкающие абсорбционные границы спектров гелия и водорода (расположенные в ультрафиолетовой части спектра) соответствуют не только частотам абсорбируемого, "но также и частотам испускаемого излучения. Следовательно, у этих элементов непосредственно вращающиеся вокруг атомных ядер электроны не находятся уже во внутренней сфере они больше не окружены дру- гимн электронами, находящимися на более высоких уровнях энергии. Таким образом, для этих двух атомов зависимость Мозли, которая здесь опять замечательным образом оправдывается, распространяется и на область оптических спектров. [c.261]

Изотопные эффекты II рода обусловлены различием в ядерных свойствах изотопов, которые, в отличие от свойств, обусловленных структурой электронных оболочек, для разных изотопов одного и того же элемента имеют мало общего между собой. Это связано с тем, что при одинаковом заряде ядра недостаток или избыток нейтронов коренным образом изменяет структуру ядерных оболочек. Вследствие этого у изотопов одного элемента могут значительно отличаться спины ядер, спектр ядерных энергетических уровней, способность вступать в те или иные ядерные реакции и т. д. Отметим, что в некоторых случаях реально наблюдаемые эффекты являются суперпозицией изотопных эффектов I и II рода. Так, например, для лёгких элементов сверхтонкая структура оптических спектров изотопов с одной стороны определяется величиной изотопного сдвига, зависящего от массы изотопа, а с другой — [c.19]

Сходство элементов 1Б группы с элементами 1А группы в основном сводится к сходству их оптических спектров. Между элементами 15 группы сходство также ограничено. Оно сводится к следующему. Элементы могут давать производные в степени окисления + 1 соединения элементов в этой степени обладают, как правило, малой прочностью. Для них характерно комплексоо(5ра-зование. Устойчивость комплексов М (I) в ряду Р—С1—В—I возрастает весьма характерны однотипные комплексы [МГ2] . [c.554]

Оптические спектры. Как известно, некоторые элементы окрашивают пламя бунзеновской горелки в определенные цвета. Характер окрашивания пламени связан с положением элемента в определенной группе периодической системы. Еще яснее эта зависимость выражается в спектрах излучения в видимой области при исследовании пламени с помощью спектроскопа. Оказывается, что сщктры элементов, находящихся в одной подгруппе периодической системы, обнаруживают в своем тонком строении чрезвычайно большое сходство. В дальнейшем будет видно, что это явление основано на периодичности атомного строения и обясняется теми же причинами, от которых зависит также и периодический харакер химических свойств. [c.38]

Основываясь на доступной теперь обширной информации о ядерных реакциях, ученые пытаются разработать теорию происхождения химических элементов. Одна из выдвинутых идей основана на допущении, что элементы образовались в результате синтеза из водорода путем последовательного захвата нейтронов, сопровождаемого бета-рас-падом в случаях уменьшения атомного номера. Существуют астрономические данные, подтверждающие расширение Вселенной. Свет от далеких галактик содержит спектральные линии, которые можно идентифицировать, однако их частоты оказываются не теми, которые наблюдаются в лабораториях длины волн всех линий оказываются сдвинутыми в сторону красной области спектра (красное смещение). Для всех спектральных линий и для континуума в оптическом спектре, а также для всех радиоволн, испускаемых соответствующей галактикой, смещение длины волны оказывается совершенно одинаковым. Этот факт [c.621]

До сих пор мы сосредоточивали свое внимание главным образом на ядрах и внутренних электронах. Заряд ядер определялся по рассеянию а-частиц, по стабильности ядер, но их составу в опытах с радиоактивными иревраще-ниями элементов или по их массе в опытах по отклонению частиц в полях. Сведения относительно некоторых электронов, расположенных вблизи ядра, получались из рентгеновских спектров. Чтобы завершить эту картину, необходимо более детально рассмотреть свойства остальных электронов, расположенных на внешних оболочках. Эти сведения можно получить ири пзу-чепии оптических спектров атомов. [c.218]

Во ВНИИСИМСе исследовали спектры оптического поглощения кристаллов ИАГ синего (с Eu +) и зеленого (с Yb +) цветов, снятых на спектрофотометрах СФ-8 (УФ и видимая область) и И-20 (ИК диапазоны). Диапазон измерений 2000—50 000 см . Съемка проводилась при 100 и ЗООК. По данным исследований-, двухвалентные редкоземельные ионы в основном состоянии изо-электронны трехзарядным ионам элементов соседних по периодической системе со стороны больших г. В связи с этим можно было бы ожидать значительного сходства в схемах их термов и термов соответствующих ионов в степени окисления 3. Это действительно имеет место, пока речь идет о термах конфигурации 4/. Однако наиболее характерная черта энергетических схем ионов TR +— относительно низкое расположение термов смешанных конфигураций, обусловленных слабостью связи добавочного 4/-электрона. В результате этого в оптических спектрах, наряду с вышерассмотренными типичными для редких земель запрещенными переходами в пределах конфигурации 4/, проявляются переходы в смешанные конфигурации 4f - Ьd и т. п. [19]. Эти переходы разрешены правилом Д/ = —11 и проявляются в виде широких интенсивных полос поглощения в относительно длинноволновой области спектра. [c.182]

Плотность р, твердость, показатель преломления, температура плавления пл> температура кипения /кип, нормальный потеЕ1циал, энергетические характеристики (удельная теклоемкость, теплота испарения, энергия сольватации и т. д.), оптические спектры, степень окисления и т. д. Периодичность см. для отдельных групп (обзор свойств элементов группы). [c.13]

Теория кристаллического поля объяснила магнитные свойства и оптические спектры комплексов переходных металлов в растворе. Дуниц и Орджел [169] применили эту теорию к объяснению кристаллической структуры твердых ионных соединений переходных металлов, в особенности окислов. Например, для ионов Сг + и NP+ октаэдрическая конфигурация дает большую стабилизацию энергии, чем тетраэдрическая. Поэтому последняя для этих элементов в твердых телах почти не наблюдается. Для ионов d°, d , d (Ti +, V +, r +, [c.50]

Атомные оптические спектры возникают при электронных переходах в валентной оболочке. Периодичность наблюдается не только в спектрах атомов, но и в электронных спектрах ионов металлов в растворах. Способность вещества в растворе поглощать свет определенных длин волн является одним из свойств химической системы, связанным с энергетической характеристикой валентных электронов атомов. Наиболее четко периодичность наблюдается у переходных металлов больших периодов. В горизонтальном направлении с увеличением заряда ядра полосы поглощения смещаются в длинноволновую область спектра. При этом максимум достигается у элементов в конце переходного периода, а у элементов следуюш,его периода начинается вновь. Так, в ряду ниобий (V) — молибден (VI) — тех-нецкий (УП) максимум полос светопоглощения изменяется от 235 до 290 мм, а в ряду тантал (V) — вольфрам (VI) — рений (УП) — от менее 216 до 226 нм. [c.8]

Эмиссионный спектральный анализ основан на характеристичности оптических спектров испускания свободных атомов всех элементов. Атомно-абсорбционный анализ основан на характеристичности оптических спектров поглощения свободных атомов, а рентгепо-спектральный—на характеристичности рентгеновских спектров испускания и поглощения свободных или связанных в химические соединения атомов. [c.165]

Переходы электронов внешних слоев [валентных электронов) играют важнейшую роль в химических явлениях и в электропроводности металлов. Ими обусловлены также обычные оптические спектры элементов. Это подтверждаетч я сходством спектров элементов одной и той же группы периодической системы. Внутренние электроны не затрагиваются при обычных химических реакциях. [c.83]

Как уже было отмечено, при более точном исследовании оказалось, что линия Ка состоит из двух линий. Это объясняется тем, что, строго говоря, существует не один -уровень, а два, несколько различающихся своей энергией. В зависимости от того, с которого из этих двух уровней электрон перескакивает в образовавшуюся дырку в. ЙГ-уровне, образуются Ка или ЛТц,-линии. Аналогично уровням энергии, которые можно вывести из оптических спектров, и здесь каждому уровню, кроме главного квантового числа п. необходимо приписать еще и два побочных квантовых числа I и 8 или возникающее в результате их комбинирования внутреннее квантовое число /. Только таким образом удается представить все множество рентгеновских линий в виде термов. Точный анализ рентгеновских спектров показывает, что -уровень может расщепляться до 3, М-уро-вень — до 5, 7У-уровень — до 7, (9-уровень — до 5 и Р-уровень — до 3 подуровней . Как показывает изучение рентгеноспектрограмм, в атомах всех элементов, следующих за радоном, встречаются следующие уровни энергии, общие всем этим атомам и характеризующиеся квантовыми числами, приводимыми в табл. 45. [c.259]