Cтраница 2
Хотя наше рассмотрение до сих пор касалось водорода, полученные уравнения могут также описывать спектры многоэлектронных атомов и ионов. Водородоподобная модель предполагает, что только один электрон находится на возбужденном уровне; Z - 1 других электронов находятся на основном или близких к нему уровнях. [16]
Атом водорода, как известно, простейший одноэлек-тронный атом. Спектры многоэлектронных атомов значительно сложнее из-за того, что заряды ядер больше единицы. [17]
Для атомов, содержащих более одного электрона, даже для самых простейших, уравнение Шредингера не может быть решено непосредственно, ни аналитически, ни численными методами. По этой причине систематика спектров многоэлектронных атомов по необходимости должна основываться на какой-либо приближенной модели. Оказывается, что для целей систематики спектров пригодно схематическое рассмотрение, при котором сохраняется представление об индивидуальном состоянии электрона в атоме, а состояние атома в целом определяется совокупностью состояний электронов, с учетом их взаимодействия. В рамках этого приближения удается получить ряд общих сведений о системе энергетических уровней, возможных для данного атома, их взаимном расположении и группировке. В рамках этого же приближения устанавливаются правила отбора для радиационных переходов, что дает возможность получить структуру спектра каждого элемента. [18]
Формула (28.17) называется лагранжианом Дарвина. Он играет значительную роль в квантовомеханических расчетах спектров многоэлектронных атомов. Квантовомеханический аналог рассмотренного здесь взаимодействия называется взаимодействием Дарвина - Б рейта. [19]
Известные в природе, а также произведенные искусственно элементы образуют периодическую систему, открытую Менделеевым, в которой различные элементы классифицируются по атомным номерам и химической валентности. Квантовая механика дает простое качественное истолкование периодической таблицы, хотя количественное описание структуры и спектров многоэлектронных атомов представляет собой крайне сложную задачу. Атомы различных элементов состоят из ядра с зарядом Z e, где Z - атомный номер ( число протонов в ядре), и Z электронов. [20]
Количественно объяснив строение атома водорода и сложную структуру водородного спектра, она наметила правильный подход к изучению внутриатомных процессов. Правда, непосредственное использование теории Бора ( в том виде, в каком она изложена ранее) для расчета спектров многоэлектронных атомов оказалось невозможным. [21]
Большая ось эллипсоидальных орбит равна диаметру круговой того же запаса энергии. Было введено квантовое число I, соответствующее различным ориентациям эллипса в пространстве. Теперь теория правильно стала объяснять спектры многоэлектронных атомов. Однако опыт - самый строгий кри тик всех теорий - показывал, что объяснение является лишь ка честве. Стала понятна лишь систематика линий в спектрах: можно было каждую спектральную линию связать с определенным переходом электрона. [22]
Спектры атомов щелочных металлов, обладающих одним внешним ( оптическим) электроном сверх заполненных оболочек, схожи со спектром атома водорода, но смещены в область меньших частот. Спектры еще усложняются для атомов, обладающих тремя и более внешними электронами. Особенно сложны спектры атомов с достраивающимися rf - оболоч-ками ( напр. Fe) и / - оболочками, состоящие из сотен и тысяч линий. Истолкование спектров многоэлектронных атомов представляет трудную задачу, к-рия решается на основе квантовой теории строения атома. [23]
Спектры атомов щелочных металлов, обладающих одним внешним ( оптическим) электроном сверх заполненных оболочек, схожи со спектром атома водорода, но смещены в область меньших частот. Спектры еще усложняются для атомов, обладающих тремя и более внешними электронами. Особенно сложны спектры атомов с достраивающимися d - оболоч-ками ( напр. Fe) и / - оболочками, состоящие из сотен и тысяч линий. Истолкование спектров многоэлектронных атомов представляет трудную задачу, к-рая решается на основе квантовой теории строения атома. [24]