2* 16. Сутек атомның спектрінің сұлбасын талдаңыз

Сутек атомның спектрі

Бор теңдеуі сутек атомының сызықты спектрлерінің түзілу механизмін түсіндіріп, оның тербеліс жиіліктерін күні бұрын есептеп шығаруға мүмкіндік береді.

Сутек спектрін алыс ультракүлгін және инфрақызыл облыстарда толығырақ зерттегенде Бальмер сериясымен қоса тағы да жаңа төрт сериялар айқындалып, олар тапқан авторлардың атымен ( Лайман, Пашен, Брэкет, Пфунд, Хампфри ) аталады (11 - сурет). Олардың бәрі де сутек атомындағы бір электронның орбиталардан орбиталарға көшіп, орын ауыстыруымен түсіндіріледі. Ол кез келген алыс орбитадан (n_aәр түрлі) бір ғана жақын (П_ш тұрақты) орбитаға келіп отырса спектрдің бір сериясы шығады. Сол орбитаға электрон бір рет қана келсе, спектрдің де бір ғана сызығы шығады. Демек алыстағы электрон 1 – ші орбитаға көшкенде спектрдің ультракүлгін шетіндегі Лайман сериясы, 2 – ші орбитаға ауысса әйгілі Бальмер сериясы (n = 2 екендігі оның теңдеуінен де көрініп тұр) ал 3- ші орбитаға келсе инфрақызыл жағындағы Пашен сериясының сызықтары шығады. Осы тәрізді басқа да сериялардың түзілу механизмін білуге болады.

Бор формуласы көмегімен есептелген және эксперимент жүзінде табылған сутек спектрінің толқын ұзындықтарының өте дәл келуі.

Бор постулаттарының негізінің дұрыс екендігін көрсетті, оған жұрттың ықыласын аударды. Рентген сәулелерінің түзілу механизмінің жоғарыда қаралып өткен оптикалық спектрдің түзілу механизмінен әжептәуір айырмашылығы бар ( 12 - сурет). Рентген сәулелері әдетте 11 – ші элемент натрийдан басталады. Оның ішкері жатқан кванттық орбиталарының бірінен сырттан түскен катод сәулелерінің немесе термоэлектрондардың әсерінен электрон ұшып шығады, осыдан барып натрий атомы ионға айналады. Сыртқа ұшып шыққан электронның орнына жоғарырақта жатқан орбиталардың бірінен электрон ауысады. Осы екі электронның ядромен байланысының айырмасына сай, белгілі бір толқын ұзындығымен сипатталатын рентген сәулелерінің кванттары шығады

2* 17. Орбитальдарды электрондармен толтыру ретін талдаңыз

Көп электронды атомдардағы деңгейшелердегі энергетикалық сипаттамасы мынадай заңдылыққа бағынады: ns; (n-1)d; (n-2)f деңгейшелері өзара шамалас, әрі олардың энергиясы np-мен салыстырғанда әрқашанда аздау болып келеді. Бойындағы энергиясының артуы бойынша орналастырсақ энергетикалық деңгейшелердің қатары мынадай болып шығады: 1s<2s<2p<3s<3p<4s=3d<4p<5s=4d<5p<6s=5d=4f<6p<7s=6d=5f<7p… Бұл заңдылықты кеңес ғалымы В.М.Клечковский былайша тұжырымдап, жоғарыдағы қатардың ретін табудың қарапайым жолын ұсынады: электронның берілген екі жағдайының қайсысында бас және орбиталь квант сандарының қосындысы (n+1) үлкен болса, соның энергиясы үлкен болады. Мысалы: 3dмен 4s орбитальдарындағы электрон үшін 4s (4+0=4) және 3d(3+2=5) біле отырып, алғашқысының энергиясы соңғысынан кішірек екенін айтамыз. Егер n мен 1 қосындысы бірдей мәнге ие болса, энергия бас квант санының мәніне тәуелді болады: қай орбитальдың n мәні үлкендеу болса, соның энергиясы молырақ. Мысалы: 3d мен 4р үшін қосынды (3+2=5, 4+1=5) бірдей 5-ке тең. Бірақ 3d орбиталінің энергиясы 4р мен салыстырғанда аздау, өйткені біріншісінде n=3те, екіншісінде n=4. Клечковский қатары

	1s	2s	2p	3s	3p	4s	3d	4p	5s	4d	5p	6s	4f	5d	6p	7s	5f	6d
n	1	2	2	3	3	4	3	4	5	4	5	6	4	5	6	7	5	6
1	0	0	1	0	1	0	2	1	0	2	1	0	3	2	1	0	3	2
n+1	1	2	3	3	4	4	5	5	5	6	6	6	7	7	7	7	8	8

Орбитальдардың энергетикалық қатары тиімділігі бойынша алғанда былайша орналасады: ns → (n-2)f → (n-1)d → np