Многоэлектронные атомы

Министерство образования и науки РФ

ГОУ ВПО «КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

РЕФЕРАТ

МНОГОЭЛЕКТРОННЫЕ АТОМЫ

Выполнила:

Студентка гр. Х-053

Тарасова К. В.

Проверила:

Журавлёва Л. В.

Кемерово, 2007

Содержание

Спектры щелочных металлов.................................................................................3

Рентгеновские лучи.................................................................................................8

Сплошной и дискретный спектры.........................................................................9

Закон Мозли и эффект экранирования ядра.......................................................10

Список литературы................................................................................................12

Спектры щелочных металлов

Спектры испускания атомов щелочных металлов, подобно спектру водорода, состоят из нескольких серий линий. Наиболее интенсивные из них получили названия: главная, резкая, диффузная и основная (или серия Бергмана). Эти названия имеют следующее происхождение. Главная серия названа так потому, что наблюдается и при поглощении. Следовательно, она соответствует переходам атома в основное состояние. Резкая и диффузная серии состоят соответственно из резких и размытых (диффузных) линий. Серия Бергмана была названа основной (фундаментальной) за своё сходство с сериями водорода.

Ещё в конце прошлого столетия Ридберг установил эмпирические формулы, позволяющие вычислить частоты серий щелочных металлов. Эти формулы для всех серий сходны и имеют вид:

ω = ω∞ - ,

где ω∞ - частота, соответствующая границе серии, R – постоянная Ридберга, n – целое число, а – дробное число.

Таким образом, частоты двух линий могут быть представлены как разности двух термов: постоянного и переменного, имеющего более сложный вид, чем бальмеровский терм R/n2. например. Спектральные серии натрия можно представить следующими формулами:

Резкая серия:

ω = S∞ - R/(n+s)2 (n = 4, 5,…)

Главная серия:

ω = P∞ - R/(n+p)2 (n = 3, 4,…)

Диффузная серия:

ω = D∞ - R/(n+d)2 (n = 3, 4,…)

Основная серия (серия Бергмана):

ω = F∞ - R/(n+f)2 (n = 4, 5,…)

При указанных значениях числа n константы в переменных термах имеют для натрия значения:

s = - 1,35

p = - 0,87

d = - 0,01

f = 0,00

Вследствие равенства константы f нулю переменный терм в формуле для основной серии совпадает с бальмеровским, а сама серия является водородоподобной.

С учётом сокращённых обозначений спектральные серии натрия могут быть представлены в следующем виде:

Резкая серия:

ω = 3P - nS

Главная серия:

ω = 3S - nP

Диффузная серия:

ω = 3P - nD

Основная серия:

ω = 3D – nF

Терм с точностью до постоянного множителя совпадает с энергией соответствующего состояния атома. Следовательно, каждому ряду спектральных термов должен соответствовать свой ряд энергетических уровней. Эмпирическая схема уровней атома натрия изображена на рис. 1. схемы уровней других щелочных металлов имеют такой же характер, как у натрия.

Схема уровней натрия отличается от схемы уровней водородного атома тем, что аналогичные уровни в различных рядах лежат на неодинаковой высоте. Несмотря на это отличие, обе схемы обнаруживают большое сходство. Это сходство даёт основание предположить, что спектры щелочных металлов испускаются при переходах самого внешнего ( так называемого валентного или оптического) электрона с одного уровня на другой.

Из рис. 1 видно, что энергия состояния оказывается зависящей, кроме числа n, также от того, в какой ряд попадает данный терм, т. е. от номера ряда термов. На схеме уровней атома водорода различные ряды термов (с совпадающими по высоте уровнями) отличаются значениями момента импульса электрона. Естественно предположить, что различные ряды термов щелочных металлов также отличаются значениями момента импульса оптического электрона. Поскольку уровни различных рядов в этом случае не лежат на одинаковой высоте, следует принять, что энергия оптического электрона в атоме щелочного металла зависит от величины момента импульса электрона (чего мы не наблюдали для водорода).

В более сложных, чем водород, атомах, имеющих несколько электронов, можно считать, что каждый из электронов движется в усредненном поле ядра и остальных электронов. Это поле уже не будет кулоновским (т. е. пропорциональным 1/r2), но обладает центральной симметрией (зависит только от r). В самом деле, в зависимости от степени проникновения электрона в глубь атома заряд ядра будет для данного электрона в большей или меньшей степени экранироваться другими электронами, так что эффективный заряд, воздействующий на рассматриваемый электрон, не будет постоянным. Вместе с тем, поскольку электроны движутся в атоме с огромными скоростями, усредненное по времени поле можно считать центрально-симметричным.

Решение уравнения Шредингера для электрона, движущегося в центрально-симметричном некулоновском поле, дает результат, аналогичный результату для водородного атома, с тем отличием, что энергетические уровни зависят не только от квантового числа n, но и от квантового числ

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать