Атомные Спектры

оптич. Спектры, получающиеся при испускании или поглощении электромагн. Излучения свободными или слабо связанными атомами (напр., в газах или парах). Являются линейчатыми, т. Е. Состоят из отдельных спектральных линий, характеризуемых частотой излучения v, к-рая соответствует квантовому переходу между уровнями энергии Ei и атома согласно соотношению. Hv = Ei- . В состояние 35. Для атомов послед. Групп элементов в периодич. Системе, обладающих двумя или неск. Внеш. Электронами, спектры еще более усложняются, что обусловлено взаимод. Электронов. Особенно сложны спектры атомов с заполняющимися d- и f-оболочками. Число линий в таких спектрах достигает мн. Тысяч, простых закономерностей в них не обнаруживается. Однако и для сложных спектров можно произвести систематику оптич.

Квантовых переходов и определить схему уровней энергии. Систематика спектров атомов с двумя и более внеш. Электронами основана на приближенной характеристике отдельных электронов при помощи квантовых чисел n и l с учетом взаимод. Этих электронов друг с другом. При этом приходится учитывать как их электростатич. Взаимод., так и спин-орбитальное, что приводит к расщеплению уровней энергии (т. Наз. Тонкая структура). В результате этого взаимод. У большинства атомов каждая спектральная линия представляет собой более или менее тесную группу линий - мультиплет. Так, у всех щелочных металлов наблюдаются двойные линии (дублеты), причем расстояния между линиями увеличиваются с увеличением порядкового номера элемента. Для щел.-зем.

Элементов наблюдаются одиночные линии (синглеты) и тройные (триплеты). В спектрах атомов послед. Групп периодич. Системы элементов наблюдаются еще более сложные мультиплеты, причем атомам с нечетным числом электронов соответствуют четные мультиплеты (дублеты, квартеты), а с четным числом - нечетные (триплеты, квинтеты). Кроме тонкой структуры в А. С. Наблюдается также сверхтонкая структура линий (примерно в 1000 раз уже, чем мультиплетная), обусловленная взаимод. Электронов с магн. И электрическими моментами ядра. В А. С. Проявляются не все возможные квантовые переходы, а лишь разрешенные правилами отбора. Так, в случае атома с одним внеш. Электроном разрешены лишь переходы между уровнями, для к-рых орбитальное квантовое число / изменяется на 1 , т.

Е. S-уровни (l = 0) комбинируют с р-уровнями (l=1), р-уровни - с d-уровнями (l = 2) и т. Д. Количеств. Характеристика разрешенного оптич. Квантового перехода - его вероятность, определяющая интенсивность спектральной линии, соответствующей этому переходу. Вероятности переходов в простейших случаях м. Б. Рассчитаны методами квантовой механики. Под влиянием внеш. Электрич. И магн. Полей происходит расщепление спектральных линий. Возмущающие факторы, существующие в излучающей среде, вызывают уширение и сдвиг спектральных линий. Методы, основанные на измерении частот и интенсивно" стей линий в спектре, применяют для решения разл. Задач спектроскопии. Проведения общей систематики спектров многоэлектронных атомов. Определения уровней энергии таких атомов (это существенно, в частности, при квантово-хим расчетах).

Нахождения вероятностей переходов и времен жизни возбужденных состояний. Изучения механизмов возбуждения атомов. Измерения ядерных моментов и т. П. Индивидуальность А. С. Используют для качеств. Определения элементного состава в-ва, а зависимость интенсивности линий от концентрации излучающих атомов - для количеств. Анализа (см. Спектральный анализ). Исследования А. С. Сыграли важнейшую роль в развитии представлений о строении атома. Лит. Кондон Е., Шортли Г., Теория атомных спектров, пер. С англ., М., 1949. Ельяшевич М, А., Атомная и молекулярная спектроскопия, М., 1962. Фриш С. Э., Оптические спектры атомов, M.-JL, 1963. Собельман И. И., Введение в теорию атомных спектров, М., 1977. Progress in atomic spectroscopy, pt. A-B, N.Y. 1978-79.

М. А. Ельяшевич. .