Úvod
Známá sodově žlutá vlnová délka je 589,3 nm, což je první spektrum hlavní linie sodíkového spektra. Oba atomy alkalického kovu mají podobnou strukturu a vnitřní elektron Z-1 s atomovým jádrem je pravdivý. Nejvzdálenější vrstva má pouze jeden cenový elektron, který je podobný atomu vodíku, a pohyb elektronů je polarizován a proniká skrz roli, což způsobuje velké rozdělení elektronové energie různých drah a energetická hladina je degenerovaná na L. Navíc, protože elektronové vřeteno je odlišné, energetická hladina spinové orbity je spřažena, takže energetická hladina atomu alkalického kovu je jednovrstvá, ostatní stavy P, D a F jsou dvouvrstvé. V závislosti na volbě atomové spektroskopie jednotkové ceny lze získat, že hlavní čára a ostrá čára jsou dvouvodičová struktura, difúzní a základní systém.
Výsledky pozorování
Obrázek 1 ukazuje čtyři řádkové systémy lithiové atomové spektroskopie. Z obrázku 1 je vidět, že rozsah vlnových délek hlavní čáry je nejširší a první je červená a zbytek je v ultrafialovém světle. Limit linky je 229,97 nm; první pomocná čára je v části viditelné optické zóny; první dvě řady sekundárních čar jsou v infračervené oblasti, zbývající ve viditelné optické zóně, druhá čára je stejný čárový systém, Bergmanova čára je infračervené oblasti, ostatní atomy alkalických kovů mají podobné spektrální čáry, pouze různé vlnové délky, např. jako hlavní čára sodíku je známé žluté světlo a vlnová délka je 589,3 nm.
Struktura atomu
Atom alkalického kovu je podobný molekulárnímu spektru atomů vodíku, které je podobné spektru jejich atomových struktur, ačkoli prvek alkalického kovu je extrémně odlišný od povahy vodíku. prvek, ale všechny Existuje pouze jeden vnější elektron, nazývaný cenové elektrony. Plně skládací obalový elektron s atomovým jaderným složením jádra, cenový elektron je v centrálním potenciálním poli atomu reálný. Podle lithia, sodíku, draslíku, 铷, 铷,, počtu elektronů ve skutečnosti, 2, 10, 18, 36, 54, 86, hlavní množství kolejnic valence jsou N≥2, n ≥ 3, respektive. , N > 4, N > 5, n > 6.
Vzorec energetické hladiny
Vzorec energetické hladiny atomů alkalických kovů a atomů vodíku podobný vzorec je kvantová ztráta, je kladné číslo spojené s počtem kvantových momentů hybnosti L. R Je to konstanta alkalického kovu. Je zřejmé, že energetická hladina alkalického kovu nesouvisí pouze s N, ale také s L. Výše uvedenou rovnici lze také zapsat jako z * nazývané platný jaderný náboj. Vezmeme-li lithium jako příklad, jsou to čtyři řádkové vzorce
hlavní řádek |
|
||
|
|
První sekundární řádek
|
|
|
|
|
druhá pomocná záložka |
|
|
|
Bergmanova linie |
|
|
|
Čárový vzorec ostatních atomů alkalických kovů je podobný. Obrázek 2 je schematický diagram energetické hladiny a spektrální čáry atomu lithia.
Když má spektrofotometr s rozlišením pozorovat spektrální čáru atomu alkalického kovu, bude vidět ze dvou nebo tří ostrých čar, což se nazývá dvojitá struktura spektrální čáry (neboli dvojitá dvojitá struktura je někdy označované jako jemná struktura spektra atomů alkalických kovů. Například první pruh hlavní linie sodíkového spektra se skládá ze dvou čar 589,0 nm a 589,6 nm. Průměrná hodnota je 589,3 nm a spektrum všech alkálií atomy kovů mají podobnou dvojitou strukturu.
Duální struktura atomové linie alkalického kovu je způsobena výsledky interakce elektronového spinu a pohybu dráhy a úhel samorotace elektronů je roven počtu spinových kvant s = 1/2. Také proto, že velikost úhlu rotace elektronu je pouze ve dvou orientacích vzhledem k úhlu orbity, celkový moment hybnosti kvantového digitálního atomu alkalického kovu je pouze jeden cenový elektron a celkový úhel vrstvy s úplným obalem je pohyblivý. Nula, hybnost cenového elektronu se rovná celkovému momentu hybnosti atomu.
odpovídá dvěma orientacím spinu, interakce elektronového spinu a stopy způsobily rozdělení energetické hladiny na dvě, takže spektroskopie atomů alkalických kovů je dvouvrstvá, pro л = 0, 1 2, 3, .. S, P, D, F, ... použijte symbol 2S┩, 2P┩, 2D 崰, 2D 嵻, ..., ve kterém horní roh 2 představuje počet úrovní energetické hladiny, pravý dolní roh Norma představuje hodnotu J, teoretický výpočet ukazuje, že interval mezi dvouvrstvými energetickými hladinami mezi atomem alkalického kovu lze vyjádřit jako
ve kterém
α je konstanta jemné struktury. Z výše uvedeného vzorce je vidět, že δ se snižuje s N, л a nárůst z * se rychle zvyšuje, což je v souladu s experimentálním pozorováním.
Atomové spektrum je způsobeno přechodem mezi elektrony mezi různými energetickými hladinami. V závislosti na volbě radiačního přechodu: Δл = ± 1, ΔJ = 0, ± 1. Každý spektrální drát atomu alkalického kovu tedy může být reprezentován následovně:
hlavní řádek |
|
|
|
|
druhý pomocný systém |
|
|
|
|
První sekundární vodič |
|
|
|
|
< P> Bergmanit ||
|
kde šipka označuje přechod mezi dvěma úrovněmi, tedy spektrální čáru. Levý konec šipky označuje titulek, hodnota n je změněna; pravý konec označuje nižší energetickou hladinu a její hodnota n je pevná. Například pro hlavní linii lithia by pravý konec měl být 22S ┩, tj. základní stav n = 2 lithia; na sodíkovém základě n = 3. Energetická hladina a proces přechodu atomů sodíku je znázorněn na obrázku 3.
Jak je vidět z obrázku 3, systém hlavního vedení a druhý sekundární vodič jsou složeny ze dvou vodičů; první sekundární linie a Bergmanova linie (nezobrazeno) sestávají ze tří drátů. Ve spektru alkalických kovů je kromě toho, že vzdálenost dvou čar atomu lithia je příliš malá, dvoudrátová struktura jiné spektroskopie alkalických kovů jasná. Vezmeme-li jako příklad první pár hlavních čar alkalických kovů, řád sodíku, draslíku, 铷,,, je 0,6 nm, 3,4 nm, 14,7 nm, 42,2 nm, první pár viditelného a cesia. Daleko.
Ultrajemná struktura spektra alkalických kovů může být uvedena v superjemné struktuře atomové spektroskopie.