Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 129
Текст из файла (страница 129)
данные, а в ряде случаев и предсказывать структуру молекулярных кристаллов. Лим. Бокий Г. К, Крисгаллохнмил,тизл, М., Зйтс.с. зэй-лп Полнит Л, Полнит П. Химии, лср. с англ., М„|Э!8; Соарсмсиная «рисгаллографи», т. 2, м, зрзэ. г. бт-ай, В. Г. даигссс хай. АТОМНЫЕ СПЕКТРЫ, оптич. спектры, получающиеся при испускании или поглощении элекгромагн. излучения свободными или слабо связанными атомами (напра в газах или парах) Являются линейчатыми, т.е.
состоят из отдельных спектральных линий, характеризуемых частотой излучения н, к-рая соответствует квантовому переходу между уровнями энергии Ез и Еа атома согласно соотношению: Ьр = Е, — Ей, где  — постоянная Планка. Спектральные линии можно характеризовать также длиной волны 2 = сггн (с-скорость света), волновым числом 1/Х= н/с и энергией фотона Аж Частоты спектральных линий выражают в с длины волн-в нм и мкм, а также в А, волновые числа-в см ', энергии фотонов-в эВ. Типичные А.с.
наблюдаются в видимой, УФ- и ближней ИК-областях спектра. Спектры испускания, или эмиссионные, получают при возбуждении атомов разл. способами (фотонами, электронным ударом и т.дф спектры поглощения, или абсорбционные,-при прохождении электромагн. излучения, обладающего непрерывным спектроаъ через атомарные газы или пары, Для наблюдения А.с применяют приборы с фотографич.
или фотоэлектрич. регистрацией. А.с обладают ярко выраженной индивидуалъностью; каждому элементу соответствует свой спектр нейтрального атома (т.иаз дуговой спектр) и свои спектры последовательно образующихся положит, ионов (т. наз. и с к ро вые сцектры) Линии в этих спектрах обозначают римскими цифрами, иаир. линии Ее1, ЕеП, РеП! в спектрах лгелеза соответствуют спектрам Ее, Ее', Без '.
Вид спектра зависит как от электронного строения данного атома, так и от внеш условий †-ры, давления, напряженностей электрнч. н маги. полей и т. п. )В зависимости от 412 способа возбуждения атома могут возникать отдельные линии спектра, нек-рые его участки, весь спектр нейтрального атома или его иона определенной кратности. Положение линий в таких спектрах подчиняется определенным закономерностям, к-рые наиб.
просты для атомов с одним внеш. электроном, т.е. для атома Н и нейтральных атомов щелочных металлов, а также язоэлектронных с ними ионов. В спектрах таких атомов наблюдаются спектральные серии, каждая из к-рых (в случае спектров испускания) получается при возможных квантовых переходах с последовательных вышележащих уровней энергии па один и тот же нижележащий (в спектрах поглощения — при обратных переходах). Промежутки между линиями одной серии убывают в сторону больших частот, т.е. линии сходятся к границе серии — максимальной для данной серии частоте, соответствующей ионизации атома. Длл атома Н волновые числа линий всех серий (см. рис. 1 в ст.
Атом) с большой точностью определяются обобщенной ф-лой Бальмера: 1/)„= Я(1/лР— !/цз), где щ и и,-значения главного квантового числа для уровней энергии, между к-рыми происходит квантовый переход, причем лы характеризующее нижний уровень энергии, определяет серию, а п,-ее отдельные линии (при и, = оэ получается граница серии); й-постоянная Ридберга. Аналогичные серии набдюлаются и в спектрах водородоподобных атомов, однако значения волновых чисел для спектральных линий ионов Не+, )аз+, ... в Уз раз (2-порядковый номер элемента) больше, чем для соответствующих линий атома Н. Спектры атомов щелочных металлов, имеющих один электрон иа впеш.
электронной оболочке, схожи со спектром Н, но смещены в область меньших частот; число спектральных линий в них увеличивается, а закономерности в расположении линий усложняются. Пример-спектп Ха атом к-рого имеет электронную конфигурацию ! з'2з 2реЗз с легковозбуждаемым впеш электроном Зз. Переходу этого электрона из состоянив Зр в состояние Зз соответствует желтая линия Ха (дублет 3. = 589,0 им и Х = 589,6 нм); этонаиб. яркая линия, с к-рой начинается т.наз.
глаю~ая серия )ча. Линии этой серии в спектре испускания соответствуют переходам из состояний Зр, 4р, 5р, ... в состояние Зз. Для атомов послед. групп элементов в периодич. системе, обладающих двумя или песк. внеш. электронами, спектры еше более усложняются, что обусловлено взаимод. электронов. Особенно сложны спектры атомов с заполншошимися е- н /'-оболочками; число линий в таких спектрах достигает мн, тысяч, простых закономерностей в них не обнаруживается.
Однако и для сложных спектров можно произвести систематику оптнч. квантовых переходов и определить схему уровней энергии. Систематика спектров атомов с двумя и более внеш. электронами основана на приближенной характеристике отдельных электронов прн помощи квантовых чисел и и 1 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.наа тонкая структура). В резулыате 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 порядхового номера элемента.
Для шел.-зем. элементов наблюдаются одиночные линии (синглеты) и тройные (триплеты) В спектрах атомов послед групп периоднч. 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 сверх тонкая структура линий (примерно в 1000 раз уже, чем мультиплетная), обусловленная взаи- 4!3 АТРОПИН 219 мод, электронов с маги. 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 1 изменяется на 1 (А) = 1 1), т.е. з-уровни (1 = О) комбинируют с руровнями (1= 1), р-уровни — с в-уровнями (1= 2) и т.д. Количеств характеристика разрешенного оптнч, 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. злектрич. и мапг. полей происходит расщепление спектральных линий. Возмущающие факторы, существующие в излучающей среде, вызывают уширение и сдвиг спектральных линий. Методы, основанные на измерении частот и интенсивностей 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 квантовохим. расчетах); нахождениа вероятностей переходов и времен жизни возбужденных состояний; изучения механизмов возбуждения атомов; измерения ядерных моментов и т.п.
Индивидуальность А.с. используют для качеста определения элементного состава в-ва, а зависимосзь интенсивности линий от концентрации излучающих атомов-для количеств анализа (см. Спектра ~алый анализ). Исследования А.с сыграли важнейшую роль в развитии представлений о строении атома. Лв а Кеиаон Е, Шортл» Г, теорна атомны» еаекгрок псе с амгл.
М, 1Мэ, ильяшевич ЬЬ х, Атоммя и молскулхрния спектрескопеа м. 1962, Фриш сэ, Оптичесвис псвтры атоиоа м — л, гмз, соб льман и.и, Вымене в теор ю аюмьик спектров, М. 1977, Ргоаим в мова пиюмсорг, н х-а ит, ~эгв-гэ м 4 е ь~вев АТРОПИН, алкалоид, содержащийся в красавке (А!гора Ьейабопла), белене (Нуозсуапшз шйег), дурмане (Па!ига зггапюп(шп), скополни (Бсоройа сагшо1юа) и др.
растениях семейства пасленовых (Бо!апасеае). А.— бесцв. Н Н с — с — ( )~ О СН,ОН кристаллы, горькие на вкус; т.пл. 115 — 116'С; раста. в этаноле, хлороформе, труднее-в диэтиловом эфире, бензоле, воде (1:600). В водном р-ре рК, 9,68. С к-тами образует р-римые в воде соли, в частности сульфат (т. пл. 194 'С) А.— сложный эфир тропина (ф-ла 1) и (+)-троновой к-ты СеН,СН(СНзОН)СООН. При действии неорг. к-т отшеп- Н 0 СН ляет Н,О н дает апоатропин (П), к-рый также выделен из растений. А.
представляет собой рацемич, смесь изомероа Фнзиол. активностью обладает только ( — «гиосциамин Вероятно, именно он содержится в растениях, а А, образуется в процессе вьгделеиия, При нагр. до 110'С (- )-гиосциа- 4!4 220 АТРОПО ИЗОМЕРИЯ мин образует рацемическую смесь, которую можно разделить иа стереоизомеры с помощью (+)-камфорсульфокислоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
