Spectrele atomice - spectrele de absorbție și emisie de atomi liberi sau slab interacționând care rezultă din tranzițiile cuantice radiativ între nivelurile lor de energie. A. o. observate pentru gazele diluate sau vaporilor și plasmă. A. o. a decis, t. e. constau din Dep. linii spectrale. fiecare dintre care corespunde tranziției între cele două niveluri atomice electronice de energie și a frecvențelor, și caracterizate prin valoarea e absorbită și emisă - magn. radiații; în funcție de frecvență condiție Bohr (a se vedea. Fizică Nucleară). Împreună cu frecvența, linia spectrală se caracterizează printr-un număr de undă (c - viteză de lumină), și lungimea de undă. Frecvența liniilor spectrale este exprimată s -1. numere de undă - cm -1. lungimi de undă - în nanometri și micrometri, și în Angstromi (). În spectroscopie, de asemenea, numerele de undă notate cu litera.
A. Sub s. în sensul strict al cuvântului să înțeleagă Opt. Spectre atomi, m. e. spectrele care se află în vizibil, în apropierea IK- (până la câteva. nm) și regiunile UV ale spectrului și tranzițiile corespunzătoare între nivelurile ext. cu diferențe de energie de electroni tipice de ordine mai multe. eV (la scara wavenumber a zeci de mii cm-1). KA cu. în sensul cel mai larg, este de asemenea caracteristic. Spectrul de raze X al atomilor care corespund tranzițiilor între nivelurile de ext. electroni de atomi cu diferențe de energie
10 3 -10 4 eV, și spectrele în regiunea de frecvență radio, având ca rezultat tranziții între structura nivelurilor fine și hiperfin structură (vezi. De asemenea, Radiospectroscopy) și tranzițiile dintre nivelurile foarte ridicate ale atomilor excitați (astfel de tranziții sunt observate metode astronomice).
Pentru un element dat poate fi observat linii spectrale ale atomilor neutri și a liniilor spectrale atomice ionizat. marcaj neutru atomic linie spectru decis că numeralul cu simbolul chimic. linii de celule care aparțin de a stabili. Ionii - numeralele romane II, III. respectiv. ion multiplicitate (de ex. NaI, NaII, NaIII. pentru Na, Na +. Na ++.), este adesea vorbește de 1, 2, 3. spectrul acestui element.
Naib. Un simplu cu. au atomul de hidrogen și ionii de hidrogen (spectre HI, heii, LiIII.), la- constau din linii spectrale distanțate regulat formând o dungă spectrală.
Cele pentru seria numere de undă a liniilor spectrale ale atomilor atom de hidrogen și hidrogen sunt definiți prin formula
în cazul în care ni și nk - Ch. numere cuantice pentru nivelurile de energie superioare și inferioare (a se vedea figura 1 atom element R ...), - Rydberg constantă. Z - la. număr. Când nk = 1, 2, 3, 4, 5,6, și ni = nk + l, nk +2. h pentru hidrogen (= 1 Z) atomii se obțin respectiv. Lyman, Balmer, Paschen, Brackett, Pfund, Humphrey. Pentru fiecare serie există o limită - limită de ionizare. corespunzătoare. o serie de linii convergente la limita de ionizare. Laboratorul. hidrogen condiții de vizionare a spectrului (de ex. în electrotehnică. cifre) seria Lyman obținute ca în absorbție și emisie. Spectrul solar se observă în absorbția și seria Balmer (care este asociat cu excitație la rate ridicate de timpuriu pax. Level = 2).
Linia spectrală a atomilor de hidrogen au dublet structura fină. datorită interacțiunii electronilor cu spin-impulsul său unghiular orbital (a se vedea de cuplare spin-orbită ;.) cantitatea de linii de divizare - de ordinul câtorva zecimi cm-1. Această separare pentru ionii de hidrogen crește proporțional 4. Z t. E. heii la 16 ori comparativ cu HI.
Un spectre relativ simple au atomi de metal alcalin având unul ext. (. A. cu un electron) electron, liniile spectrale sunt grupate în serie, numărul de undă k-ryh exprimat prin formula aproximativă Rydberg:
o serie de spire la NK set și dec. valorile ni; a și b sunt constante pentru o anumită serie. Decembrie serie (Ch. lot, seria difuză și o serie de al ascuțite.) sunt valori diferite a și b. în funcție de numărul cuantic azimutal l. Dublet linii spectrale au o structură fină, cu creșteri de valoare divizare rapidă cu creșterea Z (de la Li la Cs).
O mai complicat cu. (Spectre doi electroni) au atomi cu două externe. electroni; Mai multe spectre complexe de atomi cu trei sau mai multe ext. electroni. Spectrul deosebit de complex de elemente pentru care finalizarea are loc ext. coji de electroni (coji d de elemente de tranziție și scoici au lantanide și actinide;. vezi Sistemul periodic al elementelor). Spectrul complex al seriei nu a aloca. linii spectrale formează un grup - multipleți. Naib. Un complex cu. numărul de linii spectrale ajunge la mai multe mii. Interpretarea spectrelor cu stabilirea de circuite complexe, nivelurile de energie cuantice și tranziții între ele o sarcină dificilă taxonomie A. p.
Sistematică AG. Se bazează pe nivelurile caracteristice ale unui atom folosind numere cuantice și reguli de selecție care determină care dintre tranzițiile cuantice sunt posibile. Dacă există unul extern. nivelurile de energie de electroni atom sunt caracterizate (în plus față de Ch. numere cuantice ale electronului) numerele cuantice l sale, s și j. determinarea magnitudinii momentului cinetic orbital, momentul unghiular de spin și impuls unghiular total. Conform regulilor de selecție. = 1. 0 atomi cu două sau mai multe. ext. electroni de niveluri de energie caracteristice mai complicate și se poate face pe baza caracteristicilor aproximative statelor-un electron folosind numere cuantice pi. li, și si (li = 0, 1, 2. ni = 1, I, și folosind un circuit plus vector momentele orbitale și momente de spin.
În cazul comunicării normale, atunci când electrostatic. interacțiunea electronilor este mult mai mare decât magneziul lor. interacțiuni, care de multe ori este cazul, momentele cinetice orbitale Dep. electronii adăuga până la un total de impuls unghiular orbital, și de spin momente în momentul lor de spin completă; apoi plus și dă impulsul unghiular total al atomului :. Nivelurile de energie caracterizate de numere cuantice L, S și J. definind valorile punctelor respective. Numărul cuantic J își păstrează semnificația și altele. Scheme de comunicare în cazul în care, în conformitate cu amploarea punctelor de interacțiune ar trebui să fie pus în Al. Secvență [în special, în cazul -bond
; acesta este cazul, atunci când magnetul. interacțiune este mult mai mare decât electrostatic]. J determină magnitudinea momentului unghiular total al atomului, indiferent de sistemele de comunicare, și există o regulă de selecție pentru el.
În timpul număr normal de comunicare cuantică S. determină amplitudinea impulsului totală de spin al atomului S, o valoare întreagă S = 0, 1, 2. Dacă atomul conține un număr par de electroni, iar dacă valorile jumătății întreg atom conține un număr impar de electroni. Size = 2S + 1 determină multipletnost nivelurile de energie atomică și joacă un rol important în taxonomia A. p.
nivelurile de energie de atomi pot fi desemnate (în cazul comunicării normale) simbolurilor, unde valorile lui L = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 sunt indicate cu majuscule S, P, D, F, G, H, J, L .. respectiv. De exemplu, D2 indică nivelul 3 cu L = 2, S = 1 (= 2S + 1 = 3) și J = 2; 1 S0 cu L = nivel de 0, S = 0 (= 25 + 1 = 0) și nivelele J = 0. Odd (a se vedea. Paritatea la egal) reprezintă indicele °, ex. (Niveluri impare cu L = 1, S = 1/2. J = 1/2).
Pentru o descriere mai detaliată a simbolului nivelului de configurare electronic pentru a indica (vezi. Atom), de exemplu. El atom la nivelul 3 S1. care rezultă din configurația 1s2s. denumit (L = 0, S = s1 + s2 = 1, J = 1). înregistrare completă va fi abreviat pur și simplu pentru a scrie atom-un electron, de exemplu. pentru DOS. nivelul atomului de hidrogen (n = 1, L = 0, S = J = 1/2) în loc.