Оптический спектр - элемент
Cтраница 1
Оптические спектры элементов изменяются периодически с атомным номером. Спектры элементов одной и той же группы периодической системы содержат приблизительно одинаковые линии, но их длины волн различаются. Один из самых простых спектров - спектр натрия состоит из четырех серий, и каждая из них содержит много уровней. [1]
 |
Схема возникновения рентгеновского спектра калия ( Z 19. [2] |
Расшифровка оптических спектров элементов, атомы которых имеют сложное строение, представляет собой трудную задачу. Здесь в упрощенной форме рассматриваются некоторые общие вопросы расшифровки оптических спектров водородоподобных атомов. [3]
К началу XX столетия на основании изучения оптических спектров элементов, природы катодных и каналовых лучей, явлений электролиза, термо - и фотоэлектронной эмиссий и самопроизвольного радиоактивного распада атомов тяжелых элементов было установлено, что атом является сложной системой, состоящей из положительно заряженного ядра и движущихся электронов, составляющих в совокупности его электронную оболочку. [4]
Указанным методом можно всегда с успехом пользоваться, когда в распоряжении экспериментатора имеются достаточно полные данные по оптическим спектрам элементов. В тех же случаях, когда такие данные отсутствуют, определение величины v0 по методу Парратта невозможно. Остается только приближенно оценивать ее значение. [5]
Разным переходам соответствуют разные частоты v и, следовательно, разные линии излучения, совокупность которых и образует оптический спектр элемента. [6]
Для рентгеноспектрального анализа чрезвычайно важно, что характеристическое рентгеновское излучение ( приближенно) не зависит от того, в каком виде находится данный элемент - в свободном состоянии или в виде какого-нибудь соединения, В отношении обычного спектрального анализа это условие выполняется лишь постольку, поскольку при высокой температуре пламени или электрической дуги соединения разлагаются. Но оптические спектры элементов совершенно отличны от спектров соединений, образуемых этими элементами. [7]
Переходы электронов внешних слоев ( валентных электронов) играют важнейшую роль в химических явлениях и в электропроводности металлов. Ими обусловлены также обычные оптические спектры элементов. Это подтверждается сходством спектров элементов одной и той же группы периодической системы. Внутренние электроны не затрагиваются при обычных химических реакциях. [8]
Переходы электронов внешних слоев ( валентных электронов ] играют важнейшую роль в химических явлениях и в электропроводности металлов. Ими обусловлены также обычные оптические спектры элементов. Это подтверждается сходством спектров элементов одной и той же группы периодической системы. Внутренние электроны не затрагиваются при обычных химических реакциях. [9]
Для рентгеноспектрального анализа чрезвычайно важно, что характеристическое рентгеновское излучение ( приближенно) не зависит от того, в каком виде находится данный элемент - в свободном состоянии или в виде какого-нибудь соединения. В отношении обычного спектрального анализа это условие выполняется лишь постольку, поскольку при высокой температуре пламени или электрической дуги соединения разлагаются. Но оптические спектры элементов совершенно отличны от спектров соединений, образуемых этими элементами. [10]
Эта глава будет закончена рассмотрением некоторых процессов, частично уже упоминавшихся, с участием орбитальных электронов атома. Испускание атомом характеристических рентгеновских лучей также объясняется электронными переходами, однако между оптическим и рентгеновским спектром существует большая разница. Рентгеновские лучи возникают в результате движения электронов между уровнями, занятыми электронами в атоме в его нормальном состоянии, тогда как оптический спектр обусловлен возвращением электронов, вначале перешедших на внешние обычно незаполненные уровни при процессе, называемом возбуждением, обратно на орбиты с низшей энергией. Так как энергия внешних электронов изменяется от элемента к элементу, то лишь атомы с одинаковым расположением внешних электронов имеют оптические спектры одного типа. Так, оптические спектры элементов одной группы периодической системы во многих случаях похожи друг на друга. Например, все спектры щелочных металлов принадлежат к одному типу, но отличаются от спектров щелочных земель. Рентгеновские спектры элементов не проявляют таких периодических свойств, так как внутренние электроны расположены одинаково ва всех элементах, кроме самых легких. [11]
Кюри установили, что интенсивность излучения соединений урана пропорциональна содержанию урана в соединении, однако урановая смоляная руда давала излучение в несколько раз более сильное, чем U3O8, полученная из металлического урана. Кюри предположила, что в руде содержится какое-то неизвестное вещество, способное к более интенсивному излучению, чем уран. В двухлетних поисках этого вещества супруги Кюри провели химическое разложение большого количества урановой руды, химико-аналитическое разделение компонентов полученного раствора на фракции, содержащие известные химические элементы, и обнаружили, что фракции, содержащие сульфид висмута и сульфат бария, обладают радиоактивностью. Демерсе был снят оптический спектр элемента № 88 с характерной линией 3815 А. Ганом и Донатом были предприняты безуспешные поиски стабильного изотопа радия в рудах бария по спектру. Из нескольких сот килограммов виттерита ( ВаСО3) был получен бромид бария, который подвергли циклу дробной кристаллизации. [12]
Первичный монохроматический пучок рентгеновских лучей от источника падает на анализируемый образец. Если энергии было достаточно для вырывания одного электрона с какой-либо внутренней орбиты, то происходит фотоэлектрическое поглощение. При этом один из электронов внешней оболочки перескакивает на орбиту выброшенного электрона, испуская характеристическое рентгеновское излучение. Это излучение является вторичным, и спектр его аналогичен оптическим спектрам элементов. [13]
Страницы: 1