Особенности атомных спектров

Атомные спектры характеризуются линейчатой структурой. Они состоят из большого числа дискретных спектральных линий, объединенных в отдельные спектральные серии. Положение линий в пределах каждой серии подчиняется определенным закономерностям.

Спектры элементов с большими порядковыми номерами вследствие сложности электронных уровней и дополнительных взаимодействий электронных состояний настолько богаты линиями, что распознать их серийную структуру практически невозможно. Например, для вольфрама известно около 8000 атомных спектральных линий.

Спектр атома элемента существенно отличается от спектра его иона в связи с изменением числа оптических электронов при ионизации. Поэтому в таблицах спектральных линий рядом с символом химического элемента приводят римскую цифру, показывающую кратность ионизации атома. Например, спектральная линия нейтрального атома магния – Mg(I), однократно ионизированного – Mg(II) и т. д.

Название «спектральная линия» возникло исторически. В случае визуального или фотографического способа регистрации при ширине порядка 10^–3 нм она воспринималась как линия. Применение современных регистрирующих устройств на основе компьютеров позволяют трактовать ее как спектральную полосу, имеющую вполне измеримую ширину и определенную форму (рис. 2.3).

Основными характеристиками спектральной линии являются:

I) частота (ν, с^–1), длина волны (λ, нм), волновое число (,см^–1). Эти величины взаимосвязаны:

ν^. λ = с;

Рис. 2.3. Схема контура линии атомного спектра

2) интенсивность, I. В спектре испускания под интенсивностью понимают энергию, переносимую излучением в единицу времени. При исследовании спектров поглощения понятие интенсивности спектральной линии связывают с количеством поглощенной энергии при длине волны спектральной линии. Мерой интенсивности спектральной линии может служить коэффициент поглощения, k_ν;

3) ширина спектральной линии – ∆λ, нм или ∆ν, с^–1. Шириной спектральной линии называют ширину ее контура, измеренную на половине максимального значения интенсивности – В_mах (рис. 2.3).

Дата добавления: 2015-07-08