Серия Sharp - Википедия - Sharp series

В резкая серия это серия спектральные линии в атомной спектр излучения возникает, когда электроны прыгают между самой нижней p-орбиталью и s-орбиталью атома. Спектральные линии включают часть в видимом свете, и они простираются в ультрафиолет. Линии становятся все ближе и ближе друг к другу, поскольку частота увеличивается, никогда не превышая предела серии. Резкие серии были важны в развитии понимания электронных оболочек и подоболочек в атомах. Резкая серия дала букву s к s атомная орбиталь или подоболочка.

Предел резкого ряда равен

${ displaystyle v = { frac {R} { left [2 + p right] ^ {2}}} - { frac {R} { left [m + s right] ^ {2}}} { text {with}} m = 2,3,4,5,6, ...}$

Эта серия вызвана переходами от самого низкого состояния P к орбиталям с более высокой энергией S. Одна терминология для обозначения линий: 1P-mS^[1] Но обратите внимание, что 1P просто означает самое низкое P-состояние в атоме, и что современное обозначение начинается с 2P и больше для атомов с более высокими атомными номерами.

Термины могут иметь разные обозначения: mS для однолинейных систем, mσ для дублетов и ms для триплетов.^[2]

Так как состояние P не является самым низким уровнем энергии для щелочного атома (S есть), резкая последовательность не будет отображаться как поглощение в холодном газе, однако она проявляется как линии излучения. Поправка Ридберга является наибольшим для члена S, поскольку электрон больше проникает во внутреннее ядро ​​электронов.

Предел для серии соответствует электронная эмиссия, где у электрона так много энергии, что он ускользает от атома. Хотя серия называется резкой, линии могут быть не резкими.^[3]

В щелочных металлов условия P разделены ${ displaystyle 2P _ { frac {3} {2}}}$ и ${ displaystyle 2P _ { frac {1} {2}}}$. Это приводит к тому, что спектральные линии становятся дублеты, с постоянным интервалом между двумя частями двойной линии.

^[4]

Имена

Резкую серию раньше называли второй подчиненной серией, причем диффузная серия была первой подчиненной, причем обе подчинялись основная серия.^[2]

Законы для щелочных металлов

Предел резкой серии такой же, как диффузная серия предел. В конце 1800-х годов эти два были названы дополнительными сериями.

В 1896 г. Артур Шустер сформулировал свой закон: «Если мы вычтем частоту основной вибрации из частоты сходимости основного ряда, мы получим частоту сходимости дополнительного ряда».^[5] Но в следующем номере журнала он понял, что Ридберг опубликовал идею несколькими месяцами ранее.^[6]

Закон Ридберга-Шустера: используя волновые числа, разница между пределами резкого и размытого ряда и пределом основного ряда такая же, как и при первом переходе в основной серии.

• Эта разница - самый низкий уровень Р.^[7]

Закон Рунге: при использовании волновых чисел разница между пределом резкого ряда и пределом основного ряда такая же, как и при первом переходе в диффузном ряду.

• Эта разница является самой низкой энергией уровня D.^[7]

Натрий

Диаграмма Гротриана для натрия. Резкая серия связана с переходами 3p-mS, показанными здесь фиолетовым цветом.

В острой серии волновые числа определены как:${ displaystyle nu _ {s} = R left ({ frac {Z_ {3p} ^ {2}} {3 ^ {2}}} - { frac {Z_ {ns} ^ {2}} { n ^ {2}}} right) n = 4,5,6, ...}$

Диффузный ряд натрия имеет волновые числа, определяемые как:${ displaystyle nu _ {d} = R left ({ frac {Z_ {3p} ^ {2}} {3 ^ {2}}} - { frac {Z_ {nd} ^ {2}} { n ^ {2}}} right) n = 4,5,6, ...}$

когда n стремится к бесконечности, размытые и резкие серии имеют один и тот же предел.^[8]

Калий

Щелочные земли

Четкая серия тройных линий обозначается буквой серии s и формула 1p-мс. Резкая серия синглетных линий имеет букву серии S и формула 1П-мс.^[3]

Кальций

У кальция есть резкая серия троек и резкая серия синглетов.^[11]

Магний

Магний имеет резкий ряд троек и резкий ряд синглетов.^[3]

История

В Кембриджском университете Джордж Ливинг и Джеймс Дьюар приступили к систематическому измерению спектров элементов из групп я, II и III в видимом свете и ультрафиолете, который может проходить через воздух. Они заметили, что линии натрия чередуются резкими и размытыми. Они первыми применили термин «острый» для обозначения линий.^[12] Они классифицировали спектральные линии щелочных металлов на резкие и размытые категории. В 1890 г. линии, также появлявшиеся в спектре поглощения, были названы основной серией. Ридберг продолжил использование резких и размытых линий для других линий.^[13] тогда как Кайзер и Рунге предпочитали использовать термин второй подчиненный ряд для резкого ряда.^[14]

Арно Бергманн обнаружил четвертую серию в инфракрасном диапазоне в 1907 году, и она стала известна как серия Бергмана или фундаментальная серия.^[14]

В 1896 г. Эдвард С. Пикеринг обнаружил новую серию линий в спектре ζ Puppis. Считалось, что это резкая серия водорода. В 1915 году было дано доказательство того, что это действительно был ионизированный гелий - гелий II.^[15][16]

Генрих Кайзер, Карл Рунге и Йоханнес Ридберг найдены математические соотношения между волновыми числами эмиссионных линий щелочных металлов.^[17]

Фридрих Хунд ввели обозначения s, p, d, f для подоболочек в атомах.^[17][18] Другие последовали этому использованию в 1930-х годах, и терминология сохранилась до наших дней.

Рекомендации