Spectrele atomice, spectre de absorbție și emisie de atomi liberi sau slab interacționând care rezultă din tranzițiile cuantice radiativ între nivelurile lor de energie. Spectrele atomice observate pentru gazele diluate sau vaporilor și plasmă. Spectrele atomice - .. Condus, adică este format din linii spectrale individuale, fiecare dintre care corespunde tranziției între două niveluri de electroni Ei energie atom și Ec și se caracterizează prin valoarea frecvenței V absorbită sau emise radiație electromagnetică conform ipotezei frecvenței Bohr (vezi postulatele lui Bohr), hv = Ei - Ek. unde h - constanta lui Planck. Împreună cu frecvența liniei spectrale se caracterizează printr-o λ lungimea de undă = c / v (c - vitezei luminii) și numărul de undă v / c = 1 / X. Frecvența liniilor spectrale este exprimată s -1. numere de undă - cm -1. lungimi de undă - în nanometri și micrometri, și în Angstrom (A). In spectroscopie de asemenea indici de undă notată cu litera v. Spectrele atomilor fiecărui element chimic sunt individuale, numărul de undă de linii spectrale ale atomilor elementelor chimice din tabele.
Sub spectrele atomice înțeleg restrictiv atomii spectre optice, m. E. Spectrele care se află în spectrul vizibil, în infraroșu (lungimi de undă până la nm câteva) și regiunile în ultraviolet ale spectrului și tranzițiile corespunzătoare dintre nivelurile de electroni exterioare din soiuri tipice de energii ale eV câteva (în scara wavenumber - de ordinul a zeci de mii de cm -1). Prin spectrele atomice într-un sens larg și include, de asemenea, spectrul de raze X caracteristice atomilor corespunzătoare tranziției între nivelele electronilor interiori ai atomilor cu diferențe de energie de ordinul a 10 3 -10 4 eV și spectrele în regiunea de frecvență radio, având ca rezultat tranziții între nivelurile structurii fine și a structurii hiperfine (vezi de asemenea, Radiospectroscopy) și tranzițiile dintre nivelurile foarte ridicate ale atomilor excitați (vezi Rydberg starea unui atom).
Pentru un element chimic dat pot fi observate linii spectrale ale atomilor neutri și a liniilor spectrale atomice ionizat. neutru marca atomic linie spectrului decis de numeralul roman I cu linii de simboluri elemente care aparțin ioni pozitivi, - figurile II, III. ion multiplicitate corespunzătoare (de exemplu, Nal, NaII, NaIII. pentru Na, Na +. Na 2+.), este adesea vorbește de 1, 2, 3. spectrul acestui element.
Cele mai simple, spectrele atomice au un atom de hidrogen și ionii de hidrogen (spectre HI, heii, LiIII.), Care sunt formate din linii spectrale distanțate regulat formând o dungă spectrală. Cele pentru seria numere de undă a liniilor spectrale ale atom de hidrogen și ioni de hidrogen dat de formula
nk și unde ni - principalele numere cuantice pentru nivelurile de energie superioare și inferioare implicate într-o tranziție cuantică (a se vedea figura 1 din atom articol), R - constanta Rydberg, Z - numărul atomic. Când nk = 1, 2, 3, 4, 5, 6 și ni = nk + 1, nk + 2. 5 hidrogen se obțin (Z = 1), respectiv Lyman, Balmer, Paschen, Brackett, Pfund, Humphrey. Pentru fiecare serie există o limită - limita de ionizare, corespunzător al ni → ∞; o serie de linii convergente la limita de ionizare. In observatiile in vitro a spectrului de hidrogen (de exemplu, descărcări electrice) seria Lyman obținute ca în absorbție și emisie. Spectrul solar se observă în absorbția și seria Balmer (care este asociat cu excitație la temperaturi ridicate, nivelul inițial de NK = 2).
Linia spectrală a atomilor de hidrogen au dublet structură fină, datorită interacțiunii electronilor cu impulsul spin orbital unghiular (a se vedea interacțiunea spin-orbită), amploarea liniilor de divizare - de ordinul zecimilor cm- 1. Această separare pentru ionii de hidrogen crește proporțional Z 4. adică pentru heii - 16 ori comparativ cu HI.
Un spectre relativ simple au atomi de metal alcalin, având un singur electron exterior și liniile spectrale sunt grupate în serie (serii principale, seria difuză, seria ascuțite și colab.) Și au dublet structură fină, cu creșteri de valoare divizare rapidă cu creșterea Z (de la Li la Cs).
Spectrele atomice mai complexe au atomi cu doi electroni exteriori atomi de spectre mai complicate cu trei sau mai mulți electroni exteriori. Spectrele în special complex de elemente pentru care finalizarea are loc coji de electroni interior (elemente d- și f-tranziție din cochilii; vezi Tabelul periodic al elementelor). Spectrul complex al seriei nu a aloca. linii spectrale formează un grup - multipleți. In spectrele atomice cel mai complex al unui număr de linii spectrale ajunge la mai multe mii.
Interpretarea spectrelor cu stabilirea de circuite complexe, nivelurile de energie cuantice și tranziții între ele un spectru atomic dificil sarcină taxonomie. Sistematica spectrele atomice se bazează pe nivelurile de performanță ale unui atom folosind numere cuantice și reguli de selecție care determină care dintre tranzițiile cuantice sunt posibile.
Figura vezi spectrele optice de articol.