Cтраница 3
Первая реакция (10.4.1) есть наиболее распространенный в природе бета-минус распад, вторая (10.4.2) - позитронный или бета-плюс распад, третья (10.4.3) - электронный захват или К-захват, при котором один из электронов внутренней К-оболочки захватывается ядром. Спонтанный К-захват и позитронный распад сопровождаются рождением электронного нейтрино. [31]
В настоящее время известны следующие виды радиоактивных превращений: ос-распад с испусканием ядер гелия; - распад с испусканием электронов и позитронов; захват ядром электрона с одной из оболочек собственного атома ( обычно К-оболочки); самопроизвольное ( спонтанное) деление некоторых тяжелых ядер на два близких по массе осколка. [32]
Для легких элементов ( с атомным номером Z 20) Оже-эмис-сия является более вероятной, чем эмиссия рентгеновских лучей, если дырка создается в К-оболочке, Для Z 15 вероятность Оже-процесса с начальным состоянием в К-оболочке становится пренебрежимо малой. Для более высоких Z Оже-процессы доминируют, если дырки были созданы в других атомных оболочках. Таким образом, если первичный электронный пучок имеет энергию ниже 100 эВ, то будут преобладать Оже-процессы. Высокая вероятность Оже-эмиссии в сочетании с высокой плотностью потока падающих электронов, легко достижимой на практике, оказались теми факторами, которые способствовали появлению Оже-электронной спектроскопии ( ОЭС), которая оказалась чрезвычайно чувствительным методом химического анализа поверхности и получила широкое распространение. [33]
К-оболочек атомов N в молекуле N2) находятся на атомных орбитах и лишь валентные электроны - на молекулярных орбитах. В случае многоатомных молекул с локализованными связями каждая связь может быть описана как образованная парой электронов на молекулярной орбите, охватывающей два атома. При делокализованных связях молекулярные орбиты охватывают несколько атомов. С, остальные электроны образуют локализованные связи. Расчет энергии систем с большим числом подвижных ( делокализованных) электронов выполняется по методу, МО-ЛКАО проще, нем по методу, валентных связей. [34]
При р - - распаде в ядре происходит превращение одного нейтрона в протон, а при Р - распаде - превращение одного протона в нейтрон. Наиболее вероятен захват электрона из К-оболочки ( см. Атом), называемый К-захватом. [35]
Полные ширины Г протов-но-нестабильных состояний находят по спектру квантов характеристического рентг. При К-захвате электрона ядром в К-оболочке образуется вакансия. [36]
Относительный вклад в сечение за счет фотоэффекта на L -, М - и других оболочках невелик. Сечение фотоэффекта на L-оболочке составляет - 20 % от величины сечения на К-оболочке, а на М - оболочке - 5 % сечения на К-оболочке. [37]
Атомы, входящие в состав химического соединения, имеют во внешней электронной оболочке количество электронов, характерное для атома инертного газа соответствующего периода таблицы Менделеева. Так, у атома водорода, находящегося в I периоде, внешней орбитой является К-оболочка, содержащая максимально 2 электрона ( Is2), и поэтому атом водорода не может образовать более одной ковалентной связи. Атомы элементов, находящихся во II периоде - В, С, N, О и F, могут иметь на внешней оболочке ( L-оболочка) не больше 8 электронов ( 2 &2, 2 рв) и, следовательно, максимум четыре электронные пары. Атомы III и IV периодов при образовании кова-лентных связей могут иметь на внешней оболочке больше 8 электронов. [38]
Мезоатомы могут возникать и при захвате л - - мезонов на воровские орбитали. В отличие от ц - - мезона я - - мезон быстро захватывается ядром с К-оболочки. [39]
Рассмотрим простейший случай молекулы, в которой изучаемый атом или ион имеет структуру благородного газа и не относится к переходным элементам с дефектами в строении электронных оболочек. В этом случае система, образующаяся в процессе рентгеновского поглощения, состоящая из вырванного из К-оболочки электрона и взаимодействующего с ним ядра атома, окруженного устойчивой электронной оболочкой, может приближенно рассматриваться как водородоподобный атом и относительно просто поддается расчету. Для проверки выводов теории можно воспользоваться экспериментальными данными, относящимися к К-краям поглощения благородных газов, которые в настоящий момент достаточно хорошо изучены. [40]
Испускание электронов или позитронов характерно для искусственных радиоактивных элементов; вместе с тем они подвержены также распадам и других типов. В некоторых случаях ядро может захватывать электрон с ближайшей к ядру ls - орбитали, которую часто называют К-оболочкой. Это явление называется К-захватом. Добавление одного электрона к ядру уменьшает атомный номер на одну единицу, превращая элемент в его ближайшего левого соседа по периодической таблице Менделеева. Освобождающееся при этом на электронной орбитали место заполняется другими орбитальными электронами, причем в течение всех этих перемещений электронов испускаются рентгеновские лучи. Испускание улучей вслед за испусканием частиц, захватом электрона или некоторыми другими ядерными процессами позволяет ядру освободиться от излишков энергии и обрести стабильность. [41]
Особенно велико расхождение между теорией и экспериментом в области, близкой к границе поглощения, отвечающей малой кинетической энергии фотоэлектронов. В этой области кинетическую энергию К-электрона, вырванного из атома, нельзя считать намного большей, чем энергия ионизации электрона в К-оболочке атома, и основная теоретическая предпосылка, определяющая возможность апроксимации волновой функции электрона в металле плоской волной, оказывается невыполненной. Впрочем, последняя теория достаточно хорошо согласуется с экспериментом ( как это следует из рис. 38) на всем протяжении спектра, включая и ту, удаленную от скачка поглощения область энергий, в которой, казалось бы, должны сказаться преимущества теории Блохинцева и Гальперина. [42]
В противоположность этому в комплексе [ Ni ( GN) 4 ] - -, в котором в связь вовлекаются более глубокие Зй-электроны атома, 4 / - оболочка центрального атома в соединении электронами не заполняется. Одна треть 4р - у ровней остается свободной и в случае поглощения рентгеновских лучей комплексом может быть заполнена электронами, вырванными из К-оболочек атома никеля. [43]
Структура рентгеновского края поглощения на значительном его протяжении может быть наиболее достоверно объяснена на основе теории ближнего порядка, рассматривающей поглощение рентгеновских лучей в металлах ( как и в молекулах) как атомный процесс и связывающей появление небольших флюктуации вдали от границы края поглощения с определяющим влиянием ближайшего окружения поглощающего атома. Еще в большей мере это относится к структуре основного края поглощения, к области частот, соответствующих очень малым кинетическим энергиям вырванных из К-оболочки атомов фотоэлектронов. В этой области возмущающее поле соседних атомов решетки относительно невелико, и особенностп электронного строения изучаемого атома в соединении или сплаве приобретают решающее значение в ходе поглощения рентгеновских лучей. [44]
Упомянем еще об одной реакции, вызываемой слабыми взаимодействиями, а именно, о захвате отрицательных мюонов ядрами. Такой мюон, попадая в вещество, легко ( ему не мешает принцип Паули) проникает сквозь электронные оболочки атома и садится на свою собственную К-оболочку, радиус которой в двести раз меньше радиуса соответствующей электронной оболочки за счет большей массы мюона. В результате мюон оказывается в непосредственной окрестности ядра и проводит внутри него заметную долю своего времени. [45]