Фундаментальная серия
Фундаментальная серия представляет собой набор спектральных линий в наборе, вызванном переходом между d- и f -орбиталями в атомах .
Первоначально серия была обнаружена в инфракрасном диапазоне Фаулером и независимо Арно Бергманном . [1] В результате такой набор линий в спектре получил название «ряд Бергмана». Однако название было изменено, поскольку Бергманн обнаружил и другие серии линий. И другие первооткрыватели установили и другие подобные серии. Они стали известны как фундаментальная серия. [2] Бергманн наблюдал литий на высоте 5347 см. −1 , натрий на 5416 см −1 калий на 6592 см −1 . [2] Бергман заметил, что линии в серии в спектре цезия двойные. О его открытии было объявлено в книге «Вклад в знание спектров инфракрасного излучения щелочей» , Йена, 1907 год. [3] Карл Рунге назвал эту серию «новой серией». Он предсказал, что линии калия и рубидия будут парными. [3] Он выразил частоты линий ряда формулой и предсказал связь предела ряда с другими известными рядами. В 1909 году У. Хикс составил приблизительные формулы для различных рядов и заметил, что этот ряд имеет более простую формулу, чем другие, и поэтому назвал его «фундаментальным рядом» и использовал букву F. [1] [4]
Формула, которая больше напоминала расчеты спектра водорода, возникла из-за меньшего квантового дефекта . Нет никаких физических оснований называть это фундаментальным. [5] Фундаментальную серию назвали неудачно названной. [6] Это последняя спектроскопическая серия, имеющая специальное обозначение. [6] Следующая серия, включающая переходы между подоболочками F и G, известна как серия FG. [6]
Частоты линий в серии определяются по следующей формуле:
![{\displaystyle \nu = {\frac {R}{\left[3+d\right]^{2}}} - {\frac {R}{\left[m+f\right]^{2}} }{\text{, где }}m=4,5,6,...,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c2acdeb77f991ad484eefee7d642be8b8271891a)
R — постоянная Ридберга , — предел серии, представленный 3D , и представлен mF . Тогда сокращенная формула имеет вид причем значения m являются целыми числами от 4 и выше. [7] Два числа, разделенные знаком «-», называются термами и обозначают энергетический уровень атома.
![{\displaystyle T_{BS}={\frac {R}{\left[3+d\right]^{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b5fcd252db30b9d4f3ad2bebc2a12bbdaa0b9e34)
![{\displaystyle {\frac {R}{\left[m+f\right]^{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7e48d1fe1e56ecda37c34b1d0aa2516cc6fce155)
Предел фундаментальной серии такой же, как и уровень 3D. [5]
Термины могут иметь разные обозначения: mF для однолинейных систем, mΦ для дублетов и mf для триплетов. [8]
Линии фундаментальной серии разбиты на составные дублеты из-за того, что подоболочки D и F имеют разные спиновые возможности. Расщепление подоболочки D очень мало, а расщепление подоболочки F еще меньше, поэтому тонкую структуру в фундаментальной серии труднее разрешить, чем в резкой или диффузной серии . [7]
Литий
[ редактировать ]Квантовый дефект лития равен 0. [5]
Натрий
[ редактировать ]
Фундаментальные серийные линии натрия появляются в ближнем инфракрасном диапазоне.
| фундаментальная серия натрия [9] | ||
|---|---|---|
| переход | длина волны 1 Å | |
| 3д-4ф | 18465.3 | |
| 3д-5ф | 12679.2 | |
| 3д-6ф | 10834.9 | |
| 3д-7ф | 9961.28 | |
| 3д-8ф | 9465.94 | |
| 3д-9ф | 9153.88 | |
| 3д-10ф | 8942.96 | |
| 3д-11ф | 8796 | |
Калий
[ редактировать ]Фундаментальные серийные линии калия появляются в ближнем инфракрасном диапазоне.
| фундаментальный ряд калия [10] | ||
|---|---|---|
| переход | длина волны 1 Å | длина волны 2 Å |
| 3д-4ф | 15163.1 | 15168.4 |
| 3д-5ф | 11022.3 | |
| 3д-6ф | 9565.6 | 9597.76 |
| 3д-7ф | 8902.2 | 8902.4 |
| 3д-8ф | 8503.5 | 8505.3 |
| 3д-9ф | 8250.2 | 8251.7 |
Рубидий
[ редактировать ]Фундаментальные серийные линии рубидия появляются в ближнем инфракрасном диапазоне. Валентный электрон перемещается с уровня 4d, поскольку уровень 3d содержится во внутренней оболочке. Их наблюдал Р. фон Ламб.Соответствующие энергетические уровни: 4 p. 6 4 d j =5/2 19 355,282 см −1 и j =3/2 19 355,623 см −1 , а первые уровни f в точке 4 p 6 4 ж =5/2 26 792,185 см −1 и j =7/2 26792,169 см −1 . [11]
| фундаментальная серия рубидия [11] | ||
|---|---|---|
| переход | длина волны вакуума 1 Å 5/2–7/2 | длина волны вакуума 2 Å 3/2-5/2 |
| 4 d -4 f | 13,446.486 | 13,447.076 |
| 4 д -5 ж | 10,078.039 | 10,078.473 |
| 4 д -6 ж | 8870.943 | 8871.281 |
| 4 д -7 ж | 8273.684 | 8273.981 |
| 4 д -8 ж | 7927.440 | |
Цезий
[ редактировать ]| основной ряд цезия [12] | |||
|---|---|---|---|
| переход | длины волн Å | ||
| 5/2–7/2 | 5/2-5/2 | 3/2-5/2 | |
| 5 д -4 ж | 10,126.376 7 | 10,126.188 | 10,027.103 3 |
| 5 д -5 ж | 8,079.036 3 | 8,078.936 | 8,015.726 3 |
| 5 д -6 ж | 7,279.956 8 | 7,279.889 | 7,228.533 6 |
| 5д - 7ф | 6,870.454 4 | 6,824.651 3 | |
| 5 д -8 ж | 6,628.657 6 | 6,586.021 6 | |
| 5д - 9ф | 6,472.619 6 | 6,431.966 2 | |
| 5 д -10 ф | 6,365.522 6 | 6,326.203 4 | |
| 5 д -11 ж | 6,288.592 7 | 6,250.214 9 | |
| 5 д -12 ф | 6,231.349 0 | 6,193.668 9 | |
| 5д 13е - | 6,187.544 2 | 6,150.38 | |
| 5 д -14 ж | 6,153.238 1 | 6,116.52 | |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Сондерс, Ф.А. (август 1919 г.). «Обзор последних работ по серийным спектрам гелия и водорода» . Астрофизический журнал . 50 : 151. Бибкод : 1919ApJ....50..151S . дои : 10.1086/142490 .
- ^ Jump up to: а б Брэнд, JCD (24 ноября 1995 г.). Линии Света . ЦРК Пресс . п. 135. ИСБН 9782884491631 .
- ^ Jump up to: а б Рунге, Карл (декабрь 1907 г.). «Спектры щелочей». Астрофизический журнал . 27 : 158–160. Бибкод : 1908ApJ....27..158R . дои : 10.1086/141538 .
- ^ Хикс, WM (9 декабря 1909 г.). «Критическое исследование спектральных рядов. Часть I. Щелочи H и He» . Философские труды Лондонского королевского общества А. 210 (459–470): 57–111. дои : 10.1098/rsta.1911.0003 . JSTOR 90988 .
- ^ Jump up to: а б с Кэндлер, AC (1937). Атомные спектры и векторная модель: Том 1 . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета . п. 22. ISBN 9781001286228 . Проверено 28 августа 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с Фаулер, А. (23 февраля 1928 г.). «Спектры и атомы» . Журнал Химического общества (возобновленный) : 764–780. дои : 10.1039/JR9280000764 . S2CID 37856069 . (требуется подписка)
- ^ Jump up to: а б Герцберг, Герхард (январь 1944 г.). Атомные спектры и атомная структура . Курьерская компания. п. 56 . ISBN 9780486601151 .
- ^ Сондерс, Ф.А. (1915). «Некоторые недавние открытия в серии Spectrum». Астрофизический журнал . 41 : 323. Бибкод : 1915ApJ....41..323S . дои : 10.1086/142175 .
- ^ Визе, В.; Смит, Миссури; Майлз, Б.М. (октябрь 1969 г.). Вероятности атомного перехода, том II, натрий через кальций. Сборник критических данных (PDF) . Вашингтон: Национальное бюро стандартов. стр. 39–41. Архивировано из оригинала (PDF) 24 сентября 2015 г.
- ^ Визе, В.; Смит, Миссури; Майлз, Б.М. (октябрь 1969 г.). Вероятности атомного перехода, том II, натрий через кальций. Сборник критических данных (PDF) . Вашингтон: Национальное бюро стандартов. стр. 228–229. Архивировано из оригинала (PDF) 24 сентября 2015 г.
- ^ Jump up to: а б Луна, ФРТ; Кавальканти, GH; Коутиньо, ЛХ; Тригейрос, AG (декабрь 2002 г.). «Сборник длин волн и энергетических уровней для спектра нейтрального рубидия (RbI)». Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 75 (5): 559–587. Бибкод : 2002JQSRT..75..559L . дои : 10.1016/S0022-4073(02)00030-4 . (требуется подписка)
- ^ Сансонетти, Жан Э. (2009). «Длины волн, вероятности перехода и уровни энергии для спектров цезия (Cs I – Cs LV)» (PDF) . Журнал физических и химических справочных данных . 38 (4): 768–769. Бибкод : 2009JPCRD..38..761S . дои : 10.1063/1.3132702 . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 25 августа 2015 г.