Дейтерий атомный спектр

Атомный спектр. Дейтерий был обнаружен впервые с помощью серии Бальмера (атомного спектра), где положение линий великолепно согласуется с вычисленными частотами. Линии спектра атомного водорода могут быть выражены уравнением [c.127]

Для изотопного анализа пользуются разными областями спектра. Уже указывалось на то, что дейтерий был обнаружен в атомном спектре [c.53]

Сравнение атомных спектров водорода и дейтерия [c.178]

Таблица 25 Сравнение атомных спектров водорода и дейтерия

В современных масс-спектрографах достигнута очень высокая разрешающая способность, позволяющая определять массы с точностью до четвертого-пятого знаков после запятой. На рис. 8 изображена фотография спектра масс смеси ионов тяжелого изотопа водорода-дейтерия — Н и молекулярных ионов водорода № (расстояние между линиями увеличено по сравнению с оригинальным снимком в 5 раз). Атомный вес Н2 равен 2,01473, молекулярный вес Нг равен 2,01626, т. е, больше только на 0,07% —однако линии, соответствующие столь близким массам, заметно отстоят одна от другой. [c.21]

При теоретической реконструкции спектра для предсказания числа и природы, а также эквивалентности или неэквивалентности атомных ядер, взаимодействующих со спином электрона, и возможности делокализации неспаренного электрона по системе связей иногда требуется упростить вид спектра ЭПР. Для этого используют изотопы отдельных атомов. Так, сверхтонкая структура от протонов существенно устраняется при замещении водорода на дейтерий в деполяризаторе. [c.71]

Это соотношение находится в отличном согласии с опытными данными, как показывает табл. 15 для линий видимого спектра водорода и дейтерия (линии 2 = 3,4,5 и 6 серии Бальмера = 2). Измеренные длины волн дейтерия были найдены в 1932 г., когда этим путем дейтерий впервые был обнаружен в остатке от испарения жидкого водорода, после того как его существование было предсказано из сравнения атомного веса водорода в физической и химической шкале. [c.178]

Ядро атома В. содержит только один протон. Ядра дейтерия и трития вк.пючают, кроме того, один и два нейтрона соответственно. Атом В. имеет один электрон энергия ионизации Н° — Н+, 13,595 эв. Сродство к электрону Н° — Н 0,78 эв. Основное электронное состояние (см. Атом) отвечает нахождению. электрона на низшем энергетич. уровне, соответствующем значению квантовых чисел га = 1, 1 = 0, т = Q. Магнитный момент атома В. в основном состоянии равен одному боровскому магнетону, т. о. 9,23-10 "1 GSM. Квантовая механика позволяет рассчитать все возможные энергетич. уровни ато.ма В., а следовательно дать полную интерпретацию атомного спектра. Рассчитано также распредс.ленне вероятностен нахожден яя электрона по различным направлениям от ядра и на различных расстояниях от него. Атом В. используется в качестве модельного [c.310]

Изотопные смещения в спектре водорода, подсчитанные для первых членов бальмеровской серии, даны в табл. 80. Смещение для первого члена бальмеровской серии (ААн-т = 2,37 А) — это максимальное изотопное смещение в атомных спектрах, наблюдаемое в удобной для исследования области. Смещения линий, принадлежащих сериям Пфунда и Пиккеринга, больще, но преимущество этого уничтожается из-за уменьшения разрешающей способности приборов для регистрации инфракрасных спектров по сравнению с видимой и ультрафиолетовой областями. Поэтому во всех работах по эмиссионному изотопному анализу водорода используются смещения, наблюдаемые на наиболее ярких линиях бальмеровской серии Н , Н и Н. . Подавляющее большинство этих работ посвящено анализу двухкомпонентной смеси — водород-дейтерий, которая оказалась исследованной наиболее подробно. Однако есть работы и по анализу смесей, в которых присутствует тритий [ ]. [c.523]

Здесь приведенная масса ц заменила массу электрона т 1=тМ1(т- гМ), где М — масса ядра. Это уточнение явилось следствием обнаружения некоторых изотопов при изучении атомных спектров. В 1931 г. Юри, Бриквед и Морфи обнаружили дейтерий, зарегистрировав сателлит На-линии Бальмера. Они изучали спектр газа, полученного из осадка, оставшегося после испарения большого количества жидкого водорода. Эта линия, отстоящая на 179 пм от линии На, соответствует атому, имеющему ядро вдвое большей массы, чем ядро атома водорода. Изменение в не очень велико / = 109677,58 см-, Яо = = 109707,42 см-1. [c.26]

Для изотопного анализа пользуются разными областями спектра. Уже указывалось на то, что дейтерий был обнаружен в атомном спектре водорода и первые измерения его содержания были сделаны сравнением интенсивностей линий в серии Бальмера этого спектра. Этот способ, однако, мало пригоден для более широкого применения, так как изотопные смещения в атомном спектре водорода меньше2Аи еще гораздо меньше у других элементов. [c.142]

Для/изотопов водорода вычисленные смещения отлично согласуются с опытными данными, как видно из табл. 25. В ней сопоставлены линии атомного спектра водорода и дейтерия в видимой области (переходы от 1 = 2 к П2 = 3, 4, 5 и 6, входящие в серию Бальмера). Для дейтерия данные взяты из работы Юри, Брикведде и Мерфи [145], выполненной в 1932 г. В ней по этим смещениям впервые обнаружен дейтерий в остатке от испарения жидкого водорода. Поиски дейтерия предприняты после того, как его существование было предсказано на основании сравнения атомных весов водорода в химической и физической шкале. [c.249]

Применение. В.— в химической промышленности для производства аммиака, метилового и других спиртов, а также различных продуктов, синтезируемых из В. и СО. В. применяется для гидрогенизации твердого и жидкого топлив, для гидроочистки нефтепродуктов, жиров, углей и смол, в процессах сварки и резки металлов, в биотехнических процессах микробиологического синтеза. В атомной промышленности нашли широкое применение изотопы В.— дейтерий и тритий тяжелая вода служит замедлителем нейтронов и теплоносителем в атомных реакторах. В. применяется в специальных термометрах, в электродах. Пероксид В. употребляют в процессах дезинфекции и стерилизации (обладает широким спектром антимикробного действия, спороцидностью, морозостойкостью, отсутствием запаха), в медицине, в консервной, пивоваренной промышленности, в качестве ракетного топлива, в химической промышленности для окисления кубовых красителей и производства перекисных соединений, в качестве отбеливателя. Оксид дейтерия применяют в ядерных реакторах как замедлитель нейтронов, как источник дейтронов (0+) для проведения ядерных и термоядерных реакций в научно-исследовательских целях. [c.16]

Измерение абсолютных значений изотопных отношений было осуществлено Ниром 11506] для аргона. Метод Нира применим к любому элементу, изотопы которого могут быть легко отделены один от другого и получены в чистом виде. Для получения отношения истинной распространенности к измеренной в своем масс-спектрометре Нир использовал образец, приготовленный из чистых Аг и Аг. Применяя электростатическую развертку спектра, он нашел, что дискриминации приводят к завышению истинного значения Аг/ Аг на0,63%. Нир использовал этот поправочный коэффициент, вызванный дискриминацией по массам, в своем приборе для получения величин относительной распространенности изотопов углерода, азота, кислорода и калия. Далее измерения были распространены на неон, криптон, рубидий, ксенон и ртуть [1507]. Лишь в случае аргона, когда проводилось прямое сравнение с эталоном, можно было с уверенностью исключить систематическую ошибку. Однако и для других исследуемых образцов принято, что систематические ошибки меньше ошибок, полученных ранее, и что величины распространенностей изотопов, определенные для этих образцов, позволят использовать их как вторичные эталоны. Интересно отметить, что для некоторых элементов, таких, как серебро, хлор и бром, которые состоят из двух изотопов со сравнимой распространенностью, абсолютные значения изотопных отношений точнее вычисляются на основании химических атомных весов и физически определенных масс изотопов, чем прямым измерением на масс-спектрометре. Для таких элементов химический атомный вес и атомный вес изотопа используются для проверки абсолютной точности измерений распространенности. Самый легкий элемент — водород — может быть использован для изучения дискриминации по массам благодаря большой величине отношения масс На и HD. Водород и дейтерий легко доступны задача получения истинных отношений H2/HD решается при анализе искусственных смесей известного состава и сравнением результатов измерения подобных образцов с измерениями смесей неизвестного состава. Это было сделано для образцов, содержащих 0,003—0,830 мол.% дейтерия [808], при использовании ионных источников без вспомогательного магнита. Результаты анализа определенного образца могут колебаться до 3% при изменении условий работы источника при наличии магнита источника изменение изотопных отношений достигало 25%. При использовании магнита источника значение отношения HD/Hg было всегда завышенным наблюдалась тенденция к еще большему увеличению этого отношения с увеличением количества анализируемого образца. Подобные эффекты не отмечались в отсутствие поля магнита источника. В этих условиях для смесей, содержащих около 0,1% дейтерия, была установлена абсолютная точность измерения 3%. [c.78]

Ядра атомов дейтерия — дейтроны применяют в качестве атомных снарядов для бомбардировки тяжелых мишеней при получении радиоактивных изотопов на циклотронах. Дейтерий применяют также в виде дейтерозаме-щенных химических соединений при спектроскопических исследованиях для расшифровки колебательных спектров молекул. Тритий можно использовать для определения примесей при очень низком их содержании в различных продуктах, например серы в керосине для измерения толщин очень тонких поверхностных пленок, например хромо-никелевых или других покрытий для определения проникновения воды в герметически закрытые сосуды. С помощью трития можно получать очень устойчивые связующие составы. [c.562]

Файл SPE MA.DAT включает все элементы, необходимые для просмотра спектра. Эмпирическая формула формально ограничена атомами углерода, водорода, азота, кислорода и серы, но может быть расширена с включением всех остальных элементов и изотопов, суммарно обозначенных символом Z (галогены, фосфор, дейтерий и т. д.). Молекулярную массу рассчитывают по значениям атомных масс самых распространенных изотопов. Этот выбор особенно полезен при химической ионизации, когда молекулярная масса легко определяется. Масс-спектр представлен самыми интенсивными пиками (первоначально до 25 сигналов). В используемой в настоящее время версии программы число данных было сокращено, чтобы дополнительно ввести в банк данных по три пика из спектров химической ионизации с регистрацией положительных и отрицательных ионов. [c.294]

Другим показателем среднего электронного распределения является величина химического сдвига в спектрах ядерного магнитного резонанса. Так, например, сдвиг линий протонного и фторного резонанса в область более сильного поля обусловлен повышенной электронной плотностью около ядер. Изотопные сдвиги как протонного, так и фторного резонанса были впервые обнаружены Тиирсом [38]. По его мнению, заметно больший элек-тронодонорный характер дейтерия обусловлен меньшим атомным объемом дейтерия в ковалентных соединениях . Однако Гутовский [39] объясняет эти сдвиги меньшей среднеквадратичной амплитудой колебания для дейтерированных молекул. Результаты расчета, выполненного им для одного частного случая, хорошо согласуются с экспериментом. Модель, использованная Гутовским при расчете, аналогична учету второго члена в уравнении (П-4) для разности дипольных моментов изотопной пары гармонических осцилляторов. Маршалл [40] теоретически рассчитал для Нг, НО и Оа влияние изотопного замещения на константу ядерного экранирования (а), ответственную за появление химических сдвигов. Согласно его расчету, эффект ангармоничности преобладает над эффектом среднеквадратичной амплитуды и действует в противоположном направлении, что обусловлено линейным членом в уравне нии типа (П-4). [c.104]

В качестве образцов были использованы дейтерированные полиэтилены с различным содержанием дейтерия по отношению к суммарному содержанию водорода и дейтерия образец 1 — 97,2% (атомн.), образец 2 и образец 3 — 98%, образец 4 — 94%. Кроме того, был использован также сополимер обычного и дейтерированного этиленов, содержащего одинаковые количества мономерных звеньев СНг—СНг и СНг—СОг- Примесь водорода в исходном дейтероэтилене, который использовался при синтезе сополимера, составляла 2% (атомн.). На рис. 7.11 приведен вторично-эмиссионный масс-спектр дейтерированного полиэтилена (образец 3). [c.211]

В основе метода ЯМР, как известно, лежит поглощение электромагнитной радиации резонирующим и магнитными атомными ядрами, помещенными в магнитное поле. Магнитные или магнитно-некомпен-сированные ядра —это ядра атомов с нечетными массовыми числами ( Н, , N, Ф), а также ядра атомов с четными массовыми числами, но нечетным атомным номером (например, дейтерий Н). Наиболее широко используются спектры Я атомов водорода Н — протонов —этот вид ЯМР называется протонно-магнитным резонансом — ПМР. [c.88]

При замене водорода дейтерием смещения в спектрах гораздо больше, так как больше изменяются приведенные массы. Вскоре после открытия дейтерия его существование было подтверждено изучением молекулярного спектра того же хлористого водорода, в котором нашли, наряду с системой полос НСР , другую, отстоящую от нее на 810 m"1, отвечающую D F . Из этого расстояния было вычислено = 0,51443, что дает для атомного веса дейтерия величину 2,0144, отлично согласующуюся с масспектрогра-фическими измерениями. [c.181]

Наиболее известный пример такого применения — анализ воды с целью определения содержания в ной дейтерия. В области очень малых содержаний Вз с помощью спектров поглощения удается достичь существеппо лучших по чувствительности и точности результатов, чем применяя атомные эмиссионные спектры. Однако детальное рассмотрение анализа по инфракрасным спектрам поглощения вывело бы пас далеко за рамки этой книги. [c.261]

Выражение (2-9) указывает, что спектры испускания двух атомов с одинаковым атомным номером Х, но разными массами ядер (т. е. атомов-изотопов) будут одинаковыми, за исключением небольшого сдвига линий, обусловленного разными приведенными массами. В 1932 г. Юри, Брикведде и Мэрфи [6] использовали этот сдвиг для доказательства существования дейтерия. [c.29]