Атомна Спектра TSB Енциклопедия
Значението на думата "Атомни спектри"
Атомни спектри, оптични спектри, в резултат на излъчването или поглъщането на светлина (електромагнитни вълни) от свободни или слабо свързани атоми; такива спектри се притежават по-специално на едноатомни газове и пари. Като. са линейни - те се състоят от отделни спектрални линии. Като. се наблюдават под формата на ярки цветни линии, когато газовете или парите светят в електрическа дъга или разряд (емисионни спектри) и под формата на тъмни линии (абсорбционни спектри). Всяка спектрална линия се характеризира с определена честота на вибрации v на излъчената или погълната светлина и съответства на определена квантов преход между енергийни нива Ei и Ek на атом според съотношението: hv = Ei - Ek, където h - Лентата е постоянна). Заедно с честотата, спектралната линия може да се характеризира с дължината на вълната l = c/v, числото на вълната 1/l = v/c (c е скоростта на светлината) и енергията на фотоните hv.
Като. възникват по време на преходи между енергийните нива на външните електрони на атома и се наблюдават във видимите, ултравиолетовите и близките инфрачервени области. Както неутрални, така и йонизирани атоми имат такива спектри; те често се наричат съответно дъгови и искрови спектри (неутралните атоми лесно се възбуждат и дават емисионни спектри в електрически дъги, докато положителните йони се възбуждат по-трудно и дават емисионни спектри главно при искрови електрически разряди). Спектрите на йонизирани атоми се изместват по отношение на спектрите на неутрални атоми в областта на високите честоти, т.е. в ултравиолетовата област. Това изместване е толкова по-голямо, колкото по-висока е степента на йонизация на атома - толкова повече електрони той е загубил. Спектрите на неутрален атом и неговите последователни йони са обозначени в спектроскопията с числата I, II, III,. Действително наблюдаваните спектри често едновременно съдържат линии от неутрални и йонизирани атоми; така казват например за линиите FeI, FeII, FeIII в спектъра на желязото, съответстващи на Fe, Fe +, Fe 2+ .
Линии A. s. образуват правилни групи, наречени спектрални серии. Интервалите между линиите в серията намаляват към по-къси дължини на вълните и линиите се сближават към границата на серията. Спектърът на водородния атом е най-простият. Вълновите числа на линиите от неговия спектър се определят с голяма точност по формулата на Балмер:
където n1 и n2 са стойностите на главното квантово число за енергийните нива, между които настъпва квантов преход (вж. Атом, фиг. един, б). Стойността n1 = 1, 2, 3,. дефинира серия и стойността n2 = n1 + 1, n1 + 2, n1 + 3. дефинира отделни редове от тази серия; R - Константа на Ридберг (изразено във вълнови числа). За n1 = 1 се получава серията Lyman, която се намира в далечната ултравиолетова област на спектъра, а за n1 = 2, серията Balmer, линиите на която са разположени във видимите и в близост до ултравиолетовите области. Поредиците Paschen (n1 = 3), Bracket (n1 = 4), Pfound (n1 = 5), Humphrey (n1 = 6) лежат в инфрачервената област на спектъра. Водородните йони He +, Li 2+, имат сходни спектри, само че скалата е увеличена с Z 2 пъти (Z е атомният номер). (спектри на HeII, LiIII,.).
Спектрите на атомите на алкални метали, които имат един външен (оптичен) електрон в допълнение към напълнените черупки, са подобни на спектъра на водородния атом, но са изместени към по-ниски честоти; броят на спектралните серии се увеличава и моделите в подреждането на линията стават по-сложни. Пример е спектърът на Na, чийто атом има нормалната електронна конфигурация 1s 2 2s 2 2p 6 3s (виж чл. Атом - Запълване на електронни обвивки и слоеве) с лесно възбуден външен електрон 3s; преходът на този електрон от 3s състояние в 3p състояние съответства на жълтата линия Na (дублет l = 5690 и l = 5696; вж. ориз.), с които се използва т.нар. основната серия Na, чиито термини съответстват на преходи между състоянията 3s и състоянията 3p, 4p, 5p. границата на серията съответства на йонизацията на Na атома.