ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Спектры элементов из "Введение в спектральный анализ" Сз также характеризуются одним оптическим электроном. [c.25] Возбуждение атомов этих элементов характеризуется переходом этого периферического электрона в более высокое состояние внутренние оболочки остаются при этом незатронутыми. Для У возбуждение соответствует переходу электрона из состояния 25 в состояние Зу, Зр, Зd, 4б, 4р и т. д. для Ыа — из состояния 3 в состояние 45, 4р, 4d, 5 и т. д. и т. д. При этом оптический электрон взаимодействует с внутренними электронами это сказывается на энергии атомных состояний. Взаимодействие это различно, в зависимости, например, от того, находится ли оптический электрон в состоянии 5- или р, и т. д. Следствием этого являются различия энергий этих состояний и вытекающее отсюда усложнение спектра щелочных элементов по сравнению со спектром водорода хотя, как упоминалось выше, водород также обладает одним оптическим электроном, но для Н подуровни 5, р, d, / каждого уровня сливаются, благодаря чему число различных энергетических состояний водорода значительно меньше, чем у щелочных эле ч ггор. [c.25] Элементы третьей группы периодической системы — щелочно-земельные металлы Ве, М , Са, 5г, Ва, а также Zn, Сс1, Н обладают, как мы видели, двумя оптическими электронами. При возбуждении атомов этих элементов в более высокое состояние переходит, однако, только один электрон 1). Специфическое взаимодействие его со вторым оптическим электроном обусловливает, однако, дальнейшее усложнение системы уровней этих элементов по сравнению с уровнями щелочных металлов. На рис. 8 изображена схема уровней Сс1 она типична и для всех остальных элементов этой группы. Схема уровней каждого из этих элементов характеризуется двумя системами уровней., каждая из которых аналогична системе уровней щелочных металлов. Одна из систем состоит при этом из одиночных, другая — из тройных компонент. Обе системы в значительной степени независимы друг от друга возможные переходы атомов из одного энергетического состояния в другое ограничиваются лишь комбинациями между уровнями одной системы 2). [c.27] Аналогичное многообразие систем уровней различной мультиплетности имеет место и для других сложных атомов. [c.29] Это придаёт спектрам этих атомов весьма запутанный характер. [c.29] И для этих, более сложных элементов спектры обнаруживают сходство в соответствии со сходством в строении электронных оболочек соответствующих атомов. Однако, благодаря сильному различию в конфигурации внутренних электронов, спектры сходных элементов обнаруживают и значительные индивидуальные различия. [c.29] Отсылая читателя по вопросам строения спектров сложных атомов к специальным книгам, мы ограничиваемся здесь лишь самыми общими замечаниями. [c.29] Элементы третьей группы периодической системы В, А1, Оа, 1п, Т1, характеризуются тремя оптическими электронами, два из которых находятся в -состоянии и один — в /7-состоянии. Поскольку оба 5-эле-ктрона образуют замкнутую подоболочку, связь /7-электрона с двумя остальными оптическими электронами не очень сильна. Благодаря этому строение спектров перечисленных элементов сравнительно просто оно во многом напоминает строение спектров щелочных элементов. Спектры сравнительно бедны линиями, уровни дублетны и обладают, в особенности для А1, Оа, 1п и Т1, низкими потенциалами возбуждения. Основные линии 1п, Оа и Т1 находятся поэтому в видимой области спектра. [c.29] для которой два электрона типа 5 и шесть электронов типа р образуют замкнутую, очень устойчивую оболочку. [c.30] Все эти элементы (за исключением 5Ь и В1) требуют для возбуждения даже самых низких уровней энергии порядка 10—15 V. Поэтому соответствующие резонансные линии этих элементов лежат в далёком ультрафиолете, работа в котором недоступна с помощью обычной аппаратуры. Для возбуждения же линий, лежащих в доступной области спектра и представляющих комбинацию между возбуждёнными уровнями (см. например, схему уровней М, рис. 10), необходимо затрачивать ещё большие энергии. Практически поэтому спектрально-аналитическое определение этих элементов очень мало чувствительно и требует использования специальных источников (см. 17). [c.30] Значительно более благоприятно обстоит дело для элементов, характеризуемых заполнением -подоболочек. К этим элементам относятся прежде всего элементы группы железа 5с, Т1, V, Сг, Мп, Ре, Со, N1, (Си). Для этих элементов очень слабо связаны с атомом как 3 -, так и 45-электроны. Благодаря этому схема уровней обладает очень большим количеством термов, расположенных на сравнительно близком расстоянии от невозбуждённого уровня, и каждый уровень распадается на большое число компонент. Следствием этого является богатство линиями спектров перечисленных элементов, причём основные линии требуют для своего возбуждения небольших энергий — порядка 3 — 5 V. [c.30] Схема энергетических уровней азота. [c.30] Здесь также богатство спектра обусловлено лёгкой возбудимостью как 5s-, так и 4 /-электронов для элементов первого ряда и 6s-H 5 -электронов для элементов второго ряда. Мульти-плетность уровней также очень высока. Всё это заставляет при анализе проб, в которых эти металлы представляют основную компоненту, прибегать к использованию спектральных аппаратов большой дисперсии и разрешающей силы. Исключение составляют лишь элементы Ag и Au, которые в смысле простоты спектра и по химической валентности аналогичны щелочным элементам. [c.31] Особенно запутаны спектры элементов группы редких земель (Z = = 58 — 71). Сложность спектров этих элементов, характеризуемых заполнением наиболее близких к ядру подоболочек (4/), обусловлена взаимной конкуренцией в смысле лёгкости возбуждения электронов 4f, 5d и б5. Эмиссионные спектры редких земель изучены пока ещё очень недостаточно. Благодаря этому, а также богатству спектров линиями, эмиссионный спектральный анализ на эти элементы обычно мало целесообразен он также и сравнительно мало чувствителен. Для анализа на эти элементы обычно прибегают к абсорбционному анализу, а для элементов Sm, Се и др. и к люминисцентному анализу. [c.31] Вернуться к основной статье