Относительные расстояния между энергетическими уровнями электронов в атомах с высоким Z

25

Итак, открытая Менделеевым периодичность в

химических свойствах элементов объясняется повторяемостью в структуре внешних оболочек у атомов родственных элементов:

•инертные газы имеют одинаковые внешние оболочки из восьми элементов (заключенные в s- и p-состояниях);

•во внешних оболочках щелочных металлов (Li, Na, K, Rb, Cr, Fr) имеется лишь один s-электрон;

•во внешней оболочке щелочноземельных металлов (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) имеется 2s-электрона и т.д…

26

5. Рентгеновские спектры

При бомбардировке анода электронами с не слишком большой энергией возникает тормозное рентгеновское излучение,

обусловленное торможением электронов в веществе анода. Его спектр – сплошной, не зависит от материала анода.

Помимо тормозного излучения, при большой скорости электронов возникает также характеристическое излучение, обусловленное возбуждением внутренних электронных оболочек атомов вещества анода.

Его спектр – линейчатый. Частоты линий зависят от материала анода.

27

В атомах с большим Z

•энергия связи двух электронов, принадлежащих оболочке с n

= 1 (внутренние электроны), заметно превышает 10000 эВ,

•энергия связи внешних электронов составляет всего несколько электрон-вольт.

Если у атома удалить внутренний электрон, внешний электрон мог бы заместить внутренний электрон: в этом случае испустится высокоэнергетический фотон

(0,1 Å < << 100 Å).

Для удаления внутреннего электрона можно облучать образец пучком электронов, кинетическая энергия которых больше энергии связи внутренних электронов.

28

Структура рентгеновских спектров

• Рентгеновские спектры состоят из нескольких серий (при вырывании электрона из К-слоя возникает К-серия и т.д…):

K, L, M, N, O.

•Каждая серия состоит из нескольких линий, обозначаемых в порядке возрастания частоты

α, β, γ…

•К-серия сопровождается остальными сериями, т.к. при испускании ее линий освобождаются уровни в слоях L, М, которые будут, в свою очередь, заполняться электронами из более высоких слоев.

•Структура рентгеновских спектров различных элементов похожа.

•При увеличении атомного номера Z весь спектр смещается в коротковолновую часть, не меняя структуры.

29

Схема возникновения различных серий рентгеновского спектра

30

Закон Мозли

-связывает частоты линий рентгеновского спектра с атомным номером Z испускающего их элемента.

Закон Мозли: корень квадратный из частоты является линейной функцией атомного номера Z.

Смысл константы σ: определяет экранирующее действие на электрон, совершающий переход, со стороны остальных электронов (притяжение ядра ослабевает).

31