Cтраница 2
Тонкая структура энергетических уровней полностью объясняет особенности спектра излучения щелочных металлов. Рассмотрим для примера спектр лития. С учетом тонкой структуры все уровни энергии атома лития ( см. рис. 65) дублетны, за исключением j - уровней, которые синглетны. Рассмотрим переходы между ними. [16]
Мы рассмотрели более подробно лишь спектр лития. Спектр остальных щелочных металлов имеет аналогичную структуру. Необходимо лишь принять во внимание, какое состояние является основным. [17]
С 11-го элемента периодической системы - натрия - начинается заполнение трехквантовой оболочки. Таким образом, этот элемент имеет вне замкнутых оболочек один электрон, что и обусловливает дублетный характер его спектра, аналогичный спектру лития, а также сходство с литием в остальных физико-химических свойствах. Следующий элемент-магний - имеет вне замкнутых оболочек два электрона 3s, что делает его сходным с бериллием. В последующих элементах идет дальнейшее заполнение трехквантовой оболочки. Так как по принципу Паули в состояниях Зр не может располагаться больше 6 электронов, то заполнение этих состояний заканчивается на 18 - м элементе периодической системы - аргоне. Таким образом, аргон имеет вне замкнутых одноквантовой и двухквантовой оболочек еще 8 электронов: два Зз-электрона и шесть Зр-электронов. В согласии со сказанным выше, эти 8 электронов приводят к единственному результирующему состоянию 1SQ и, следовательно, обусловливают полное сходство спектра и прочих физико-химических свойств аргона со свойствами неона. Однако между неоном и аргоном, с точки зрения принципа Паули, имеется существенная разница: неоном заканчивалось построение двухквантовой оболочки, в то время как аргоном заканчивается лишь заполнение групп эквивалентных 3s - и Зр-электроне в. Таким образом, аргоном не заканчивается построение трехквантовой оболочки. [18]
Добавим несколько замечаний о проблеме многих тел в волновой механике. Здесь мы, конечно, имеем дело с решениями волнового уравнения - в многомерном пространстве; так, вычисление спектра гелия требует учета ни много ни мало шести координат, а спектра лития - девяти. Ясно, что в этих случаях нельзя ожидать точного решения, так что мы вынуждены довольствоваться приближенным решением задачи. Методы хорошо развитой теории возмущений позволяют нам продвинуться в этом приближении так далеко, как мы того пожелаем; однако объем вычислений беспредельно возрастает с ростом порядка приближения. [19]
Рассмотрим, прежде всего, спектр лития и сходных с ним ионов. Их полное сходство со спектром лития указывает, что все три электрона в каждом из этих ионов расположены совершенно так же, как в нейтральном атоме лития. [20]
Литиевые лампы были первыми лампами с использованием интерметаллических соединений, которые изготовлены фирмой Perkin-Elmer. Подобные лампы испускают спектр лития и обладают большой долговечностью. [21]
Элементы резко отличаются друг от друга по сложности своего спектра. Теоретически число линий в спектре любого элемента бесконечно велико. Однако практически возбуждается только ограниченное число линий. Например, в спектре лития наблюдается всего несколько десятков линий, а в спектре вольфрама или железа известно около 5000 линий. [22]