Острая серия представляет собой серию спектральных линий в атомном спектре излучения возникает , когда электроны переход между самой низкой р орбитальным и евой орбиталью атома. Спектральные линии включают часть в видимом свете, и они простираются в ультрафиолет. Линии становятся все ближе и ближе друг к другу, поскольку частота увеличивается, никогда не превышая предела серии. Резкие серии были важны в развитии понимания электронных оболочек и подоболочек в атомах. Резкая серия дала письмо s к S атомной орбитали или подоболочки.
Предел резкого ряда равен
![v = {\ frac {R} {\ left [2 + p \ right] ^ {2}}} - {\ frac {R} {\ left [m + s \ right] ^ {2}}} {\ text {с}} m = 2,3,4,5,6, ...](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2bcad1bf09856f36f573f78a44ebb6fb0b616e34)
Эта серия вызвана переходами от низшего P-состояния к S-орбиталям с более высокой энергией. Одна терминология для обозначения линий: 1P-mS [1] Но обратите внимание, что 1P просто означает самое низкое состояние P в атоме и что современное обозначение начинается с 2P и больше для атомов с более высокими атомными номерами.
Термины могут иметь разные обозначения: mS для однолинейных систем, mσ для дублетов и ms для триплетов. [2]
Поскольку состояние P не является самым низким уровнем энергии для щелочного атома (S есть), резкая последовательность не будет отображаться как поглощение в холодном газе, однако она проявляется как линии излучения. Коррекции Ридберг является самой большой сроком S , как электрон проникает внутреннее ядро электронов больше.
Предел для серии соответствует эмиссии электронов , когда электрон обладает такой большой энергией, что выходит из атома. Несмотря на то, что серия называется резкой, линии могут быть нечеткими. [3]
В щелочных металлах члены P разделяются и . Это приводит к тому, что спектральные линии становятся дублетами с постоянным интервалом между двумя частями двойной линии.
Имена [ править ]
Резкую серию раньше называли второй подчиненной серией, а диффузная серия была первой подчиненной серией, причем обе были подчинены основной серии . [2]
Законы для щелочных металлов [ править ]
Предел резкой серии такой же, как и предел диффузной серии . В конце 1800-х годов эти два были названы дополнительными сериями.
В 1896 году Артур Шустер сформулировал свой закон: «Если мы вычтем частоту основной вибрации из частоты сходимости основного ряда, мы получим частоту сходимости дополнительного ряда». [5] Но в следующем номере журнала он понял, что Ридберг опубликовал идею несколькими месяцами ранее. [6]
Закон Ридберга-Шустера: используя волновые числа, разница между резкими и размытыми пределами ряда и пределом основного ряда такая же, как и при первом переходе в основной серии.
- Эта разница - самый низкий уровень Р. [7]
Закон Рунге: используя волновые числа, разница между пределом резкого ряда и пределом основного ряда такая же, как и при первом переходе в диффузном ряду.
- Эта разница является самой низкой энергией уровня D. [7]
Натрий [ править ]
В острой серии волновые числа определены как:
Диффузный ряд натрия имеет волновые числа, определяемые по формуле:
когда n стремится к бесконечности, размытые и резкие серии заканчиваются одним и тем же пределом. [8]
| серия натриевых шипов [9] | ||
|---|---|---|
| переход | длина волны 1 Å | длина волны 2 Å |
| 3П-4С | 11403,8 | 11381,5 |
| 3П-5С | 6160,75 | 6154,23 |
| 3П-6С | 5158,84 | 5153,40 |
| 3П-7С | 4751,82 | 4747,94 |
| 3П-8С | 4545,19 | 4541,63 |
| 3П-9С | 4423,35 | 4419,89 |
| 3П-10С | 4344,74 | 4341,49 |
| 3П-11С | 4291.01 | 4287,84 |
| 3П-12С | 4252,52 | 4249,41 |
| 3П-13С | 4223,2 | 4220,2 |
| 3П-14С | 4201,0 | 4198,0 |
Калий [ править ]
| калия острый ряд [10] | ||
|---|---|---|
| переход | длина волны 1 Å | длина волны 2 Å |
| 4П-5С | 12522,1 | 12432,2 |
| 4П-6С | 6933,8 | 6911,1 |
| 4П-7С | 5801,8 | 5782,4 |
| 4П-8С | 5339,8 | 5323,4 |
| 4П-9С | 5099,2 | 5084,3 |
| 4П-10С | 4956,1 | 4942,0 |
| 4П-11С | 4863,6 | 4850,0 |
| 4П-12С | 4800,2 | 4786,9 |
| 4П-13С | 4754,6 | 4741,6 |
Щелочные земли [ править ]
Четкий ряд триплетных линий обозначается буквой серии s и формулой 1p-ms . Точная серия синглетных линий имеет букву S серии и формулу 1P-mS . [3]
Кальций [ править ]
У кальция есть резкая серия троек и резкая серия синглетов. [11]
Магний [ править ]
Магний имеет резкую серию троек и резкую серию синглетов. [3]
История [ править ]
В Кембриджском университете Джордж Ливинг и Джеймс Дьюар намеревались систематически измерять спектры элементов из групп I , II и III в видимом свете и ультрафиолете, которые могут передаваться через воздух. Они заметили, что линии для натрия чередуются резкими и размытыми. Они первыми применили термин «острый» для обозначения линий. [12] Они классифицировали спектральные линии щелочных металлов на резкие и размытые категории. В 1890 г. линии, также появлявшиеся в спектре поглощения, были названы основной серией. Ридберг продолжил использование резких и размытых линий для других линий [13].тогда как Кайзер и Рунге предпочитали использовать термин второй подчиненный ряд для резкого ряда. [14]
Арно Бергманн обнаружил четвертую серию в инфракрасном диапазоне в 1907 году, и она стала известна как серия Бергмана или фундаментальная серия. [14]
В 1896 году Эдвард К. Пикеринг обнаружил новую серию линий в спектре ζ Пупписа . Считалось, что это резкая серия водорода. В 1915 году было дано доказательство того, что это действительно ионизированный гелий - гелий II . [15] [16]
Генрих Кайзер , Карл Рунге и Йоханнес Ридберг нашли математические соотношения между волновыми числами эмиссионных линий щелочных металлов. [17]
Фридрих Хунд ввел обозначения s, p, d, f для подоболочек в атомах. [17] [18] Другие последовали этому использованию в 1930-х годах, и терминология сохранилась по сей день.
Ссылки [ править ]
- Перейти ↑ Fowler, A. (1924). «Происхождение Спектры». Журнал Королевского астрономического общества Канады . 18 : 373–380. Bibcode : 1924JRASC..18..373F .
- ^ a b Сондерс, Ф.А. (1915). «Некоторые недавние открытия в серии Spectrum». Астрофизический журнал . 41 : 323. Bibcode : 1915ApJ .... 41..323S . DOI : 10.1086 / 142175 .
- ^ a b c Сондерс, Ф.А. (1915). «Некоторые недавние открытия в серии Spectrum». Астрофизический журнал . 41 : 323–327. Bibcode : 1915ApJ .... 41..323S . DOI : 10.1086 / 142175 .
- Перейти ↑ Rydberg, JR (1897). «Новая серия в спектре водорода». Астрофизический журнал . 6 : 233–236. Bibcode : 1897ApJ ..... 6..233R . DOI : 10.1086 / 140393 .
- ^ Шустер, Артур (31 декабря 1986). «О новом законе, связывающем периоды молекулярных колебаний» . Природа . 55 (1418): 200–201. Bibcode : 1896Natur..55..200S . DOI : 10.1038 / 055200a0 .
- ↑ Шустер, Артур (7 января 1987 г.). «О новом законе, связывающем периоды молекулярных колебаний» . Природа . 55 (1419): 223. Bibcode : 1897Natur..55..223S . DOI : 10.1038 / 055223a0 . S2CID 4054702 .
- ^ a b Атомная, молекулярная и лазерная физика . Кришна Пракашан СМИ. п. 2.59.
- ^ Сала, О .; К. Араки; Л.К. Нода (сентябрь 1999 г.). «Процедура получения эффективного ядерного заряда из атомного спектра натрия» (PDF) . Журнал химического образования . 76 (9): 1269. Bibcode : 1999JChEd..76.1269S . DOI : 10.1021 / ed076p1269 .
- ^ Wiese, W .; Смит, МВт; Майлз, Б.М. (октябрь 1969 г.). Вероятности атомных переходов, том II, натрий через кальций. Сборник важных данных (PDF) . Вашингтон: Национальное бюро стандартов. С. 39–41.
- ^ Wiese, W .; Смит, МВт; Майлз, Б.М. (октябрь 1969 г.). Вероятности атомных переходов, том II, натрий через кальций. Сборник важных данных (PDF) . Вашингтон: Национальное бюро стандартов. С. 228–229.
- Перейти ↑ Saunders, FA (декабрь 1920 г.). «Ревизия ряда по спектру кальция». Астрофизический журнал . 52 (5): 265. Bibcode : 1920ApJ .... 52..265S . DOI : 10.1086 / 142578 .
- ^ Бренд, Джон Чарльз Друри (1995-10-01). Линии света: источники дисперсионной спектроскопии, 1800-1930 гг . CRC Press . стр. 123–. ISBN 9782884491624. Проверено 30 декабря 2013 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
- ↑ Ридберг-младший (апрель 1890 г.). «XXXIV. О структуре линейчатых спектров химических элементов» . Философский журнал . 5. 29 (179): 331–337. DOI : 10.1080 / 14786449008619945 .
- ^ а б Мехра, Джагдиш; Рехенберг, Гельмут (01.01.2001). Историческое развитие квантовой теории . Springer. С. 165–166. ISBN 9780387951744. Проверено 30 декабря 2013 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
- ^ Robotti, Надь (1983). «Спектр ζ Puppis и историческая эволюция эмпирических данных». Исторические исследования в физических науках . 14 (1): 123–145. DOI : 10.2307 / 27757527 . JSTOR 27757527 .
- ^ Mebton, Томас (25 марта 1915). «О происхождении серии 4686» . Философские труды . Проверено 30 декабря 2013 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
- ^ a b Уильям Б. Дженсен (2007). «Происхождение орбитальных меток S, p, d, f». Журнал химического образования . 84 (5): 757–758. Bibcode : 2007JChEd..84..757J . DOI : 10.1021 / ed084p757 .
- ^ Хунд, Фридрих (1927). Linienspektren und Periodisches System der Elemente . Struktur der Materie в Einzeldarstellungen. 4 . Springer. С. 55–56. ISBN 9783709156568.
