Seria rozproszona - Diffuse series

Serii rozproszony jest szereg linii widmowych w atomowej widmie emisyjnym powstaje, gdy elektrony skok pomiędzy orbitali orbitalnych d najniższy p atomu. Całkowity orbitalny moment pędu zmienia się między 1 a 2. Linie widmowe obejmują niektóre w świetle widzialnym i mogą rozciągać się na ultrafiolet lub bliską podczerwień. Linie zbliżają się do siebie wraz ze wzrostem częstotliwości, nigdy nie przekraczając limitu serii. Seria dyfuzyjna była ważna dla rozwoju zrozumienia powłok elektronowych i podpowłok w atomach. Szereg rozproszony dał literę d do orbitalu atomowego lub podpowłoki d.

Szereg rozproszony ma wartości podane przez

${\ Displaystyle V = {\ Frac {R} {\ po lewej [2 + p \ po prawej] ^ {2}}} - {\ Frac {R} {\ po lewej [m + d \ po prawej] ^ {2}}} gdzie\ m=2,3,4,5,6,...}$

Szereg jest spowodowany przejściami od najniższego stanu P do orbitali D o wyższej energii. Jedna terminologia do identyfikacji linii to: 1P-mD Ale zauważ, że 1P oznacza po prostu najniższy stan P w powłoce walencyjnej atomu i że współczesne oznaczenie zaczynałoby się od 2P i jest większe dla atomów o wyższych numerach atomowych.

Terminy mogą mieć różne oznaczenia, mD dla systemów jednoliniowych, mδ dla dubletów i md dla trojaczków.

Ponieważ elektron w stanie podpowłoki D nie jest najniższym poziomem energii dla atomu alkalicznego (S jest), szereg dyfuzyjny nie pokaże się jako absorpcja w chłodnym gazie, ale pokaże się jako linie emisyjne. Korekcji Rydberga jest największy dla terminu S jako elektronów przenika wewnętrzny rdzeń elektronów więcej.

Granica dla szeregu odpowiada emisji elektronów , gdzie elektron ma tyle energii, że ucieka z atomu.

W metalach alkalicznych terminy P są podzielone i . Powoduje to, że linie widmowe są dubletami , ze stałym odstępem między dwiema częściami linii podwójnej. ${\displaystyle 2P_{\frac {3}{2}}}$${\displaystyle 2P_{\frac {1}{2}}}$

To rozszczepienie nazywa się drobną strukturą. Rozszczepienie jest większe dla atomów o większej liczbie atomowej. Podział zmniejsza się w kierunku limitu serii. Kolejne rozdwojenie występuje na bardziej czerwonej linii dubletu. Dzieje się tak z powodu podziału na poziomie D i . Podział na poziomie D ma mniejszą wartość niż poziom P i zmniejsza się w miarę zbliżania się do limitu serii. ${\displaystyle nd^{2}D_{\frac {3}{2}}}$${\ Displaystyle nd ^ {2} D_ {\ Frac {5} {2}}}$

Historia

Szeregi rozproszone zwykło się nazywać pierwszym szeregiem podrzędnym, przy czym seria ostra była drugą podrzędną, przy czym oba są podrzędne względem szeregu głównego .

Przepisy dotyczące metali alkalicznych

Granica szeregu rozproszonego jest taka sama, jak granica ostrego szeregu . Pod koniec XIX wieku te dwie nazwy nazwano seriami uzupełniającymi.

Linie widmowe szeregu rozproszonego są podzielone na trzy linie w tak zwanej strukturze drobnej . Te linie powodują, że cała linia wygląda na rozmytą. Powodem tego jest to, że oba poziomy P i D są podzielone na dwie blisko siebie rozmieszczone energie. P dzieli się na . D dzieli się na . Tylko trzy z możliwych czterech przejść mogą mieć miejsce, ponieważ zmiana momentu pędu nie może mieć wielkości większej niż jeden. ${\ Displaystyle P_ {\ Frac {1} {2}} \ i \ P_ {\ Frac {3} {2}}}$${\ Displaystyle D_ {\ Frac {3} {2}} \ i \ D_ {\ Frac {5} {2}}}$

W 1896 Arthur Schuster ogłosił swoje prawo: „Jeśli odejmiemy częstotliwość drgań podstawowych od częstotliwości zbieżności szeregu głównego, otrzymamy częstotliwość zbieżności szeregu dodatkowego”. Ale w następnym numerze czasopisma zdał sobie sprawę, że Rydberg opublikował pomysł kilka miesięcy wcześniej.

Prawo Rydberga Schustera: Używając liczb falowych, różnica między granicą szeregu rozmytego i ostrego a granicą szeregu głównego jest taka sama, jak w przypadku pierwszego przejścia w szeregu głównym.

Ta różnica to najniższy poziom P.

Prawo Runge'a: Używając liczb falowych, różnica między granicą szeregu rozproszonego a granicą szeregu podstawowego jest taka sama, jak w przypadku pierwszego przejścia w szeregu rozproszonym.

Ta różnica jest najniższym poziomem energii D.

Lit

Lit ma serię rozproszoną z liniami rozproszonymi uśrednionymi wokół 6103,53, 4603,0, 4132,3, 3915,0 i 3794,7 Å.

Sód

Wykres przedstawiający długości fal rozproszonych szeregów sodu w funkcji N- ² (odwrotny kwadrat) przy założeniu różnych punktów początkowych n. Niebieski romb zaczyna się od n=2, czerwony kwadrat zaczyna się od n=3, zielony trójkąt zaczyna się od n=4, fioletowy X zaczyna się od n=5. Tylko z początkiem n od 3 uzyskuje się linię prostą

Szereg dyfuzyjny sodu ma liczby falowe podane przez: ${\ Displaystyle \ nu _ {d} = R \ lewo ({\ Frac {Z_ {3p} ^ {2}} {3 ^ {2}}} - {\ Frac {Z_ {nd} ^ {2}} n^{2}}}\prawo)n=3,4,5,6,...}$

Seria ostra ma liczby falowe podane przez: ${\ Displaystyle \ nu _ {s} = R \ lewo ({\ Frac {Z_ {3p} ^ {2}} {3 ^ {2}}} - {\ Frac {Z_ {ns} ^ {2}} n^{2}}}\prawo)n=4,5,6,...}$

gdy n dąży do nieskończoności, szeregi rozmyte i ostre kończą się z tą samą granicą.

Potas

Ziemie alkaliczne

Rozproszona seria linii tripletów jest oznaczona literą serii d i wzorem 1p-md . Rozproszona seria linii singletowych ma literę serii S i wzór 1P-mS .

Hel

Hel należy do tej samej kategorii co ziemie alkaliczne w odniesieniu do spektroskopii, ponieważ ma dwa elektrony w podpowłoce S, podobnie jak inne ziemie alkaliczne. Hel ma rozproszoną serię linii dubletów o długościach fal 5876, 4472 i 4026 Å. Zjonizowany hel nazywa się He ^II i ma widmo bardzo podobne do wodoru, ale przesunięte do krótszych długości fal. Ma ona również szereg rozproszony o długościach fal 6678, 4922 i 4388 Å.

Magnez

Magnez ma rozproszoną serię trypletów i ostrą serię singletów.

Wapń

Wapń ma rozproszoną serię trypletów i ostrą serię singletów.

Stront

W przypadku oparów strontu najbardziej widoczne są linie z serii diffuse.

Bar

Bar ma serię rozproszoną biegnącą od podczerwieni do ultrafioletu z długościami fal 25515,7, 23255,3, 22313,4; 5818,91, 5800,30, 5777,70; 4493,66, 4489,00; 4087,31, 4084,87; 3898,58, 3894,34; 3789,72, 3788,18; 3721.17 i 3720.85 Å

Historia

Na Uniwersytecie w Cambridge George Liveing i James Dewar postanowili systematycznie mierzyć widma pierwiastków z grup I , II i III w świetle widzialnym i ultrafiolecie o dłuższych falach, które przechodzą przez powietrze. Zauważyli, że linie dla sodu były naprzemiennie ostre i rozmyte. Jako pierwsi użyli terminu „rozproszone” dla linii. Sklasyfikowali linie widmowe metali alkalicznych na kategorie ostre i rozproszone. W 1890 r. linie, które pojawiły się również w widmie absorpcyjnym, nazwano szeregiem głównym . Rydberg kontynuował stosowanie ostrych i rozmytych dla pozostałych linii, podczas gdy Kayser i Runge woleli używać terminu pierwsza seria podrzędna dla szeregu rozmytego.

Arno Bergmann znalazł czwartą serię w podczerwieni w 1907 roku, która stała się znana jako seria Bergmanna lub szereg podstawowy.

Heinrich Kayser , Carl Runge i Johannes Rydberg odkryli matematyczne zależności między liczbami falowymi linii emisji metali alkalicznych.

Friedrich Hund wprowadził notację s, p, d, f dla podpowłok w atomach. Inni podążyli za tym zastosowaniem w latach 30. XX wieku, a terminologia pozostała do dziś.

Bibliografia