Ostre serie - Sharp series

Ostry serii jest szereg linii widmowych w atomowej widmie emisyjnym powstaje, gdy elektrony pochodzą od większej energii s orbitali atomu w najmniejszej możliwej p orbitalnej. Linie widmowe obejmują niektóre w świetle widzialnym i rozciągają się w ultrafiolecie. Linie zbliżają się do siebie wraz ze wzrostem częstotliwości, nigdy nie przekraczając limitu serii. Ostra seria była ważna dla rozwoju zrozumienia powłok elektronowych i podpowłok w atomach. Ostra seria nadała literę s s atomowemu orbitalowi lub podpowłoce.

Seria ostra ma granicę podaną przez

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

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

Terminy mogą mieć różne oznaczenia, mS dla systemów jednoliniowych, mσ dla dubletów i ms dla tripletów.

Ponieważ stan P nie jest najniższym poziomem energii dla atomu alkalicznego (S jest), ostra seria nie będzie pokazana jako absorpcja w chłodnym gazie, ale pojawi 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. Mimo że seria nazywa się ostra, linie mogą nie być ostre.

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}}}$

Nazwy

Szereg ostry był kiedyś nazywany drugim szeregiem podrzędnym, przy czym pierwszym podrzędnym był szereg rozmyty, przy czym oba są podrzędne względem szeregu głównego .

Przepisy dotyczące metali alkalicznych

Granica szeregu ostrego jest taka sama jak granica szeregu rozmytego. Pod koniec XIX wieku nazwano te dwie serie uzupełniające.

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 granicami szeregu ostrego i rozmytego a granicą szeregu podstawowego 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 ostrego szeregu a granicą szeregu podstawowego jest taka sama, jak w przypadku pierwszego przejścia w szeregu rozmytym.

• Ta różnica jest najniższym poziomem energii D.

Sód

Diagram Grotriana dla sodu. Seria Sharp jest spowodowana przejściami 3p-mS pokazanymi tutaj na fioletowo.

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

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

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

Potas

Ziemie alkaliczne

Ostra seria linii trójek jest oznaczona literą serii s i wzorem 1p-ms . Ostra seria linii singletowych ma literę serii S i wzór 1P-mS .

Wapń

Wapń ma ostrą serię trypletów i ostrą serię singletów.

Magnez

Magnez ma ostrą serię trypletów i ostrą serię singletów.

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, które przechodzą przez powietrze. Zauważyli, że linie dla sodu były naprzemiennie ostre i rozmyte. Jako pierwsi użyli terminu „ostre” 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 rozproszonych dla pozostałych linii, podczas gdy Kayser i Runge woleli używać terminu druga podrzędna seria dla serii ostrej.

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

W 1896 Edward C. Pickering znalazł nową serię linii w widmie Puppis . Uważano, że jest to ostra seria wodoru. W 1915 r. przedstawiono dowód, że był to faktycznie zjonizowany hel- hel II .

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