Новая химия » Атомно-абсорбционный спектрохимический анализ » Природа спектров и структура атомов

Природа спектров и структура атомов

Страница 3

Главное квантовое число n определяет энергетические уровни электрона в атоме и может принимать любые целочисленные значения начиная с единицы: n= 1, 2, 3, …

Из решения уравнения Шредингера вытекает, что момент импульса (механический орбитальный момент) электрона квантуется, т.е. не может быть произвольным, а принимает дискретные значения, определяемые формулой

Ll=ђ,

где l – орбитальное квантовое число, которое при заданномn принимает значения, l= 0, 1, …, (n – 1), т.е. всего n значений, и определяет момент импульса электрона в атоме.

Из решения уравнений Шредингера следует также, что вектор Ll момента импульса электрона может иметь лишь такие ориентации в пространстве, при которых его проекция Llz на направление z внешнего магнитного принимает квантованные значения, кратные ђ:

Llz = ђml,

где ml – магнитное квантовое число, которое при заданномl может принимать значения, ml = 0, ±1, ±2, …, ±l, т.е. всего 2l+1 значений.

Таким образом, магнитное квантовое число mlопределяет проекцию момента импульса электрона на заданное направление, причем вектор момента импульса электрона в атоме может иметь в пространстве 2l+1 ориентаций.

Наличие квантового числа ml должно привести в магнитное поле к расщеплению уровня с главным квантовым числом n на 2l+1 подуровней. Соответственно в спектре атома должно наблюдаться расщепление спектральных линий. Действительно, расщепление энергетических уровней в магнитном поле было обнаружено в 1896 г. голландским физиком П. Зееманом и получило название эффекта Зеемана [10].

Квантовые числа n, l, mlпозволяют более полно описать спектр испускания (поглощения) атома водорода.

В квантовой механике вводятся правила отбора, ограничивающие число возможных переходов электронов в атоме, связанных с испусканием и поглощением света:

1) изменение орбитального квантового числа Δl удовлетворяет условию Δl = ± l;

2) изменение магнитного квантового числа Δmlудовлетворяет условию Δml = 0, ±l.

В оптических спектрах указанные правила отбора в основном выполняются. Учитывая число возможных состояний, соответствующих данномуn, и правило отбора, серии Лаймана соответствуют переходы np → ls (n = 2, 3, …); серии Бальмера – np → 2s, ns → 2p, nd→ 2p (n = 3, 4, …) и т.д.

Переход электрона из основного состояния в возбужденное обусловлен увеличением энергии атома и может происходить только при сообщении атому энергии извне, например, за счет поглощением атомом фотона. Так как поглощающий атом находится обычно в основном состоянии, то спектр атома водорода должен состоять из линий, соответствующих переходам 1s→np (n = 2, 3, …), что находится в полном согласии с опытом[3].

Страницы: 1 2 3 

Еще по теме:

Линейный регрессионный анализ данных титрования
Интерпретация кривых последовательного титрования по реакциям дробного осаждения часто осложнена тем обстоятельством, что осаждение очередного компонента начинается прежде, чем будет достигнута полнота осаждения предыдущего. Это приводит к систематическим погрешностям в результатах анализа при обра ...

Модификация ВМС. Деструктивные процессы полимеров, их использование для получения сополимеров
Одним из наиболее эффективных путей модификации свойств высокомолекулярных соединений является сополимеризация. Для получения полимеров с модифицированными свойствами различных гополимеров, используют несколько (обычно два или три) разных мономеров, проводя реакцию их сополимеразации. Изменяя соста ...

Периодическая ректификация бинарных смесей
Процессы периодической ректификации могут проводиться при постоянном флегмовом числе (R=const), и при постоянном составе дистиллята. При периодической ректификации содержание НК в смеси, кипящей в кубе, уменьшается во времени. Поэтому при возврате постоянного количества флегмы в колонну, т.е. в слу ...

Идеи алхимии


Идеи алхимии

Алхимия - своеобразное явление культуры, особенно широко распространённое в Западной Европе в эпоху позднего средневековья. Слово «алхимия» производят от арабского алькимия, которое восходит к греческому chemeia, от cheo — лью, отливаю.

Категории

Copyright © 2018 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru
Copyright © 2022 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru