Спектры испускания атома водорода

После открытия электрона и протона эта модель была рассмотрена физиками, занимавшимися вопросами строения атомов, и стало очевидным, что прежнюю теорию движения частиц (законы Ньютона), а также теорию электричества и магнетизма нельзя применить к атому. Согласно электромагнитной теории, при вращении электрона вокруг ядра должен возникать свет, частота которого должна быть равной частоте вращения электрона в атоме. Такое испускание света движущимся электроном подобно испусканию радиоволн при прямом я обратном движении электронов в передающей радиоантенне. Однако по мере продолжения непрерывного испускания атомом энергии в виде света электрон должен был бы двигаться по спирали, все больше и больше приближаясь к ядру, и частота его движения вокруг ядра должна была бы все возрастать. В соответствии с этим по старым (классическим) теориям движения и электромагнетизма атомы водорода должны были бы давать спектр всех частот непрерывный спектр). Но это противоречит экспериментальным данным спектр водорода, получаемый в разрядной трубке, содержащей атомы водорода (образующиеся в результате диссоциации молекул водорода), состоит из дискретных линий, как показано на рис. 5.7. Кроме того, известно, что объем, который занимает атом водорода в твердом или жидком веществе, соответствует диаметру атома, равному примерно 200 пм, между тем прежние теории атома водорода не объясняли, каким образом электрон удерживается на определенном расстоянии, а не перемещается все ближе и ближе к ядру, и диаметр атома не становится значительно меньше 200 пм. [c.120]

Имеется много доказательств того, что при фотолизе аммиака атом водорода выделяется при всех длинах волн [50, 67, 87—98]. При фотолизе КНз выделяется радикал КНг, который идентифицирован по спектру поглощения [87, 88] и методом ЭПР [92]. При фотолизе КНз более короткими длинами волн, кроме КНг, получаются радикалы КН. При фотолизе длинами волн короче 1550 А найдены радикалы КН в состоянии [94, 96, 97], тогда как от длин волн 1165, 1236 и 1295 А наблюдается испускание КН из состояния Ш [98]. [c.163]

Энергия в теории Бора определялась тем же квантовым числом п, что и момент количества движения. Зная энергию атома в двух состояниях, отличающихся положением электрона, можно вычислить и частоту колебаний, отвечающую переходу электрона. Если этот переход происходит с далекой орбиты на ближайшую к ядру, квант энергии испускается, если с близкой на более удаленную, атом поглощает квант. Теория Бора позволила вычислить частоты линий спектра водорода, и практическая спектроскопия могла либо опровергнуть, либо подтвердить теорию Бора. В то время было уже хорошо известно, что линии спектра испускания водорода группируются в серии (у водорода спектр оказался, естественно, самым простым), причем длины волн каждой линии данной серии удается вычислить с большей точностью по уравнению, которое является обобщенным эмпирическим уравнением Бальмера [c.77]

Если вещество нагрето до высокой температуры, его атомы или молекулы испускают свет определенных частот. Например, атомы раск ленного водорода испускают красный цвет. Атом, обладающий избыточной энергией (например, атом раскаленного вешества), испускает свет, спектр которого носит название спектра испускания. На рис. 8-8 показана часть спектра испускания атомарного водорода. Отметим, что в спектре испускания вещества присутствуют точно те же линии, что и в его спектре поглощения. [c.340]

Простейщим из всех атомов является атом водорода. Его спектр, как и спектр любого другого атома, состоит из очень резких линий, соответствующих поглощению или испусканию электромагнитного излучения при дискретных значениях частоты. В видимой части спектра атомарного водорода содержится всего четыре линии. Эти линии приходятся на 1,52-10 см (4,57-10 Гц), 2,06-10 см- (6,17-10 Гц), 2,30-10 см- (6,91-10 Гц) и 2,44-10 см- (7,32-10 Гц). Эта последовательность линий, известная под названием серии Бальмера, удовлетворяет очень простому уравнению [c.14]

Теория Бора находилась в замечательном согласии со многими экспериментальными фактами и впервые дала удовлетворительное объяснение линейчатых спектров атомов (ср. рис. 1.5, стр. 28). Например, при помощи уравнения (1.3) можно было легко вычислить энергию, необходимую для ионизации атома в его основном состоянии, т. е. для того, чтобы удалить электрон от протона на бесконечно большое расстояние. Эта энергия просто равна / , и на рис. 1.5 она показана стрелкой, помеченной буквой /, которая является обычным обозначением энергии ионизации. Значение, вычисленное таким образом, находится в хорошем согласии с эк-.4 спериментально установленным. Более того, предполагая, что атом водорода, характеризуемый в некотором данном состоянии значением п, равным п, может перейти в другое состояние, которое характеризуется п", либо поглощая энергию (если п" > п. ), либо излучая ее (если п"<п ), Бор смог рассчитать частоты всех линий, наблюдаемых в спектрах поглощения и излучения атома водорода, используя уравнение (1.3) с Я, вычисленной по значениям фундаментальных констант, через которые выражена эта постоянная. Каждая постоянная была измерена независимо. На рис. 1.5 стрелки показывают несколько переходов, обусловливающих хорошо известные линии в спектре испускания водорода. [c.17]

Физики, создавшие эту теорию, были сильно удивлены тем, что спектры испускания практически всех известных атомов состоят, по-видимому, из очень большого числа частот, что относится даже к простейшему известному атому — атому водорода. Это приводило к неразумному требова1шю, чтобы все атомы имели почти неограниченное число нормальных колебаний. Сейчас мы знаем, что этот парадокс является следствием существенных недостатков теории (см. гл. 15). [c.426]

Применение мёссбауэровской спектроскопии для изучения поверхности можно проиллюстрировать на примере исследования дисперсных катализаторов Pt—Fe, нанесенных на графитированный углерод [127]. Наблюдаемые спектральные линии разлагали на компоненты с помощью ЭВМ. Снятые при комнатной температуре спектры образцов, полученных восстановлением водородом при 770 К, обычно характеризовались кривыми, которым лучше всего удовлетворяли два квадрупольно расщепленных дублета (рис. 11). Внешний, менее интенсивный дублет с широкими линиями приписан поверхностным атомам, а внутренний дублет с узкими линиями — атомам объемной фазы. Долю поверхностных атомов железа можно оценить по площадям, ограниченным соответствующими линиями, при условии что вероятность испускания без отдачи для атома поверхности и атома объемной фазы одинаковы. В общем случае это не должно выполняться, потому что поверхностные атомы связаны в кристаллите менее прочно. Авторы [127] обошли эту трудность, измеряя зависимость спектральных данных от величины адсорбции газов и используя предположение, что поверхностный атом железа, на котором адсорбирован водород или 28 [c.435]

Комбинационный принцип, предложенный Ритцем (1908), заключается в том, что методом комбинации , т. е. сложения или вычитания термов различных серий, можно получить (обратные) значения длин воля линий, имеющихся в спектре данного вещества. Если, например, для спектра водорода основной терм серии Бальмера вычесть из основного терма серии Лаймана, то получается обратное значение длины волны первой линии серии Лаймана. В основе этой закономерности лежит тот факт, что, как будет видно из следующей главы, термы определяют энергетические уровни атома, соответствующие его различным стационарным состояниям (ср. стр. 121). Следовательно, комбинационный принцип утверждает, что атом может переходить из одного стационарного состояния непосредственно в любое другое стационарное состояние (за счет поглощения или испускания света). Здесь следует лишь указать, что если энергетические уровни определяются не только главными квантовыми числами, а и побочными квантовыми числами, то комбинационный принцип нуждается в некоторых ограничениях (ср. стр. 139). [c.134]

Наконец, теория Бора объясняет и появление сплошного спектра поглощения за пределами серий. Как указано в 2, по Бору поглощение связано с поднятием электрона с нормального уровня на один из более высоких. При этом, благодаря наличию прерывного ряда стационарных состояний, поглощаются только определенные частоты света, которые совпадают с частотами линий испускания. В случае атома водорода такими линиями поглощения явятся линии лаймановской серии. Если же частоты падающего света v > v o, где Voo—частота, соответствующая пределу серий, то при акте поглощения атому передается энергия кч, большая, чем энергия ионизации. Падающим светом электрон выбрасывается за пределы атома — возникает процесс фотоионизации. При этом, так как вне атома электрон может иметь любую скорость, а вместе с тем и любую энергию eV, то в силу соотношения [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология