производство и поставка оборудования для механических испытаний, неразрушающего контроля, химического анализа и визуального контроля, диагностического оборудования, приборов визуального контроля, систем контроля доступа персонала, элементов систем умного производства. Испытательная лаборатория. Сервисный центр

Глава 2. Физические основы спектрального анализа / Глава 2.2. Строение атома и атомные спектры / Глава 2.2.1 Строение атома и атомные спектры

Современное учение о спектрах электромагнитного излучения базируется на квантовой теории, согласно которой атомная система является устойчивой лишь в определенных стационарных состояниях, соответствующих некоторой дискретной последовательности значений энергии (Е).

Устойчивость атома в каждом конкретном энергетическом состоянии обосновывается волновой механикой.

При рассмотрении с корпускулярной точки зрения движение электрона выглядит как движение «шарика» массой т0 но круговой орбите с радиусом г.

Сложное движение электрона можно представить как сумму трех простых вращений: вращение электрона вокруг ядра по орбите, вращение плоскости орбиты и вращение электрона вокруг своей оси. Каждое из этих трех вращательных движений характеризуется собственным квантовым числом. Внутренняя энергия атома зависит от всех трех движений, поэтому каждый уровень определяется тремя квантовыми числами.

Вращение электрона но орбите определяется главным квантовым числом n, которое может принимать значения 1, 2, 3... При n= 1 на орбите укладывается одна волна, поэтому ее длина минимальна, и, следовательно, минимально расстояние этой орбиты от ядра. С увеличением n расстояние до орбиты увеличивается. Однако разность энергии между соседними уровнями все время уменьшается, так как сила притяжения электрона к ядру с ростом расстояния между ними быстро ослабевает. Электроны с одним и тем же квантовым числом n находятся примерно на одинаковом расстоянии от ядра и образуют электронную оболочку. Оболочки обозначаются латинскими буквами.

1 -я оболочка (n = 1) - К-оболочка;
2-я оболочка (n = 2) - L-оболочка;
3-я оболочка (n = 3) - М-оболочка;
4-я оболочка (n = 4) - N-оболочка;
5-я оболочка (n = 5) - О-оболочка;
6-я оболочка (n = 6) - Р-оболочка.

Чем ближе оболочка, тем больше энергия связи электрона с ядром. Для n-й оболочки энергия

а ее радиус равен

Форма орбиты и характер ее движения определяется отрицательным квантовым числом l, которое может принимать значения от 0 до

Энергии электронов с разными значениями l немного различаются. Следовательно, каждая оболочка разделяется на подуровни, каждый подуровень также обозначается латинскими буквами.

Так, например, уровень с n = 3 и l = 1 имеет обозначение 3 р. Система уровней атома имеет вид, представленный на рис. 2. Уровни с разными значениями орбитального квантового числа l для удобства несколько сдвигают на схеме.

Более глубокими являются те линии, для которых сумма n + l имеет наименьшее значение. Если для двух уровней эти суммы равны, то более глубоким является уровень с меньшим значением главного квантового числа n.

Пример: 4s → (n + l = 4 + 0 = 4)-ниже, чем 3d,
3d → (n + l = 3 + 2 = 5)- ниже, чем 4р,
4р → (n + l= 4 + 1 = 5)- выше, чем 3d, т. к. n = 3.

Вращение электрона вокруг своей оси называется спином. Возможны всего два направления вращения: совпадающее с направлением вращения электрона по орбите и противоположное. Каждое из этих состояний описывается спиновым квантовым числом s, которое может принимать только два значения: s = + 1/2 и s = - 1/2. Разность энергий для этих состояний составляет один квант. Следовательно, каждый уровень nl расщепляется на два мало отличающихся уровня с разными спинами.

Три квантовых числа n, l, s определяют энергию любого уровня. При движении электрона по орбите создается собственное магнитное поле электрона, которое зависит от формы и движения орбиты, т. е. от орбитального числа l. Следовательно, если атом поместить в сильное магнитное поле, то оно будет взаимодействовать с магнитным полем электрона и изменять его энергию.

Магнитное поле атома может иметь только определенные направления относительно внешнего поля. Каждому положению соответствует свое магнитное квантовое число m, которое может изменяться от +l до -l. Так, при l=2, т = +2; +1; 0;-1; -2. При отсутствии внешнего поля, расщепления l подуровней не происходит.

При заполнении электронных слоев выполняется принцип Паули согласно которому в атоме не может быть двух электронов с одинаковы? значением всех квантовых чисел. Из этого следует, что на каждой орбитали, характеризующейся определенными значениями главного (n), орбитального (I) и магнитного (т) квантовых чисел, может находиться н более 2-х электронов, спины которых имеют противоположные знаки.

Компания Укринтех предлагает качественные и недорогиеоптико-эмиссионные спектрометры от производителя MetalPower по самым выгодным ценам.

Купить спектрометр эмиссионный в Киеве, Харькове, Днепре, Одессе, Запорожье и в других городах Украины

С 2011 года научно-производственное предприятие «УКРИНТЕХ» успешно работает и развивается в области контроля качества материалов и изделий.

Контакты

ООО НПП "Укринтех":
г. Харьков, ул.Ковтуна, д.50, корпус "А-5"

Для почты:
а/я 2304, Харьков-1, 61001, Украина

ООО НПП "Укринтех"
+38 (050) 499-09-89; +38 (067) 560-89-39
+38 (067) 575-45-10; +38 (057) 768-09-02

"ЦНИ Лаборатория"
+38 (098) 262-48-92

Компания

Производство и поставка
испытательного оборудования, оборудования для металлографии, приборов НК и др.

Сервисный центр
Ремонт, сервисное обслуживание и модернизация оборудования.

Центр независимых исследований
Аккредитованная испытательная лаборатория.