А.Н. Матвеев - Атомная физика (1120551), страница 79
Текст из файла (страница 79)
В весовых количествах получен не был. Обнаружены лишь индикаторные количества этого элемента. Назван в честь А. Эйнштейна. Фермий Еш (У = 100) имеет изотопы от гаоЕш до гэеЕш с периодами полураспада от получаса до - 30 ч. Получены лишь индикаторные количества этого элемента. Назван в честь Э. Ферми. Менделевий Мб (У =!01) открыт в !955 г. в результате облучения мишеней, содержащих очень малые количества га Ез, ионами гелия с энергией 41 МэВ. В экспериментах было получено только 17 атомов менделевия с периодом полураспада около 3,5 ч.
Массовые числа изотопов менделевия лежат в пределах от 251 до 261, а периоды полураспада-в пределах от нескольких секунд до часа. В последующем было обнаружено несколько сотен атомов менделевия. Назван в честь Д. И. Менделеева. Нобелий 1Чо (У = !02) получен в 1958 г. в результате облучения мишени, содержащей гаеСгп, ионами углерода 'гС. Образующийся при этом изотоп нобелия та~Хо с периодом полугпаспада порядка 3 с превращается в аоЕт. Назван в честь А. Нобеля.
Лоуренсий 1г (У = 103) открыт в 1961 г. Назван в честь Э. Лоуренса, изобретателя циклотрона, потому что с помощью частиц, ускоренных в циклотроне, было найдено большинство трансурановых элементов. Лоуренсием заканчивается ряд актинидов. Названия двух последних трансурановых элеменов (кобелий и лоуренсий) не являются общепринятыми. Причины чрезвычайно малых времен жизни очень тяжелых трансурановых элементов. Более тяжелые трансурановые элементы получаются в результате ядерных реакций слияния и деления, в которых участвуют тяжелые ядра.
При бомбардировке мишеней из плугония, кюрия и калифорния ионами углерода, кислорода и неона образуются сильно возбужденные составные ядра, для «остывания» которых необходимо непускание нескольких нейтронов. Однако вероятность деления таких составных ядер оказывается во много раз больше вероятности испускания нейтронов, в результате чего лишь ничтожная часть составных ядер (10 ' — 10 'о) превращае.гся в трансурановые элементы. Бомбардировкой мишени из ядер свинца ионами аргона, титана и хрома также удалось найти несколько трансурановых элментов, Все они имеют очень короткие времена жизни и получены в чрезвычайно малых количествах. К настоягпему времени имеются трансурановые элементы до 7= 109 включительно. Их общепринятого наименования пока нет.
57. Реятгевввскве спектры Описываются основные экспериментальные эакономсрности рентгеновских спектров и дается их теоретическое истодкование Рентгеновское излучение. Физические свойства рентгеновского излучения рассмотрены в () 6. В частности, по 1 о7 Рентгеновские спектры 2ЭЗ результатам дифракции рентгеновского излучения на кристаллах можно измерить длину волны, если известна структура кристалла, а если известна длина волны, то можно определить структуру. Длина волны рентгеновского излучения заключена примерно в пределах от 10 г до 1О нм, а энергия квантов излучення-от 100 эВ до 1 Мэв. Рентгеновские спектры бывают двух видов: сплошные и линейчатые.
Сплошные спектры возникают при торможении быстрых электронов в веществе аитикатода и являются обычным тормозным излучением электронов. Строение сплошного спектра ие зависит от материала антикатода. Лииейчатый спектр состоит нз отдельных линий излучения. Он зависит от материала антикатода и полностью характеризуется им. Каждый элемент обладает своим, характерным для него линейчатым спектром.
Поэтому линейчатые рентгеновские спектры называются также характеристическими. Особенности вентгеновскнх спектров. Между рентгеновскими линейными спектрами и оптическими линейчатыми спектрами существует три коренных различия. Во-первых, частота рентгеновского излучения в тысячи раз больше, чем частота оптического излучения.
Это означает, что энергия рентгеновского кванта в тысячи раз больше энергии оптического кванта. Во-вторых, рентгеновские спектры различных элементов имеют одинаковую структуру, в то время как структура оптических спектров различных элементов существенно различается. В-третьих, оптические спектры поглощения состоят из отдельных линий, совпадающих с линиями излучения главной серии соответствующего элемента. Рентгеновские спектры Рентгеновские спектры поглощения (57.1) Энергию электрона на одной нз внутренних оболочек атома можно представить в виде Яй Е = — — 1л,— а), пг поглощения не похожи на рентгеновские спектры испускания: оии состоят из нескольких полос с резким длинноволновым краем (рис. 89).
Объяснение особенностей вентгеновских спектров. Все эти особенности рентгеновских спектров объясняются механизмом их испускания, который находится в полном согласии со строением электронных оболочек, изложенным в предыдущих параграфах. Электрон, падающий на материал антикатода, сталкиваясь с атомами антикатода, может выбить электрон с одной из внутренних оболочек атома.
В результате этого получается атом, у которого отсутствует электрон на одной из внутренних оболочек. Следовательно, электроны более внешних оболочек могут переходить на освободившееся место. В результате этого испускается квант, который и является квантом рентгеновского излучения. Энергия электрона в кулоиовском поле ядра с зарядом Уе г яг в — „г 294 11, Многозлектронные атомы где а„учитывает экранировку (а„«2) поля ядра внутренними электронами и возмущения со стороны других электронов.
При переходе электрона на освободившееся место на внутренней оболочке с внешней оболочки излучается квант, частота которого ń— Е„ К аг = ' = — (У вЂ” а„) — — (У вЂ” а„) ' „г ьг „г ьг 1 г (57.3) Поскольку Я для тяжелых атомов велико, энергия термов (57.2) также велика по сравнению с энергией оптических термов. Следовательно, и частотьт излучения в соответствии с формулой (57.3) велики по сравнению с оптическими частотами. Этим объясняется большая энергия рентгеновских квантов.
Закон Мозлн. Поскольку внутренние оболочки атомов имеют одинаковое строение, поправки а„в формуле (57.2) для данной оболочки (для данного л) должны быть одинаковыми. Отсюда следует, что все тяжелые а гомы должны иметь одинаково построенные рент~енов- ские спектры, лишь у более тяжелых . атомов спектр смещается в сторону больших частот. Это полностью подтверждается экспериментом и доказывает, что внутренние оболочки атомов имеют рентгеновские спектры разлнчнык Злементов имеют одинаковую структуру, в то время как структура оптических спектров различна. Оптические спектры поглощения состоят из отдельмык линий. совпадающих с линиями излучения главной серии соответствующего элемента.
а рентгеновские спектры поглощения ме похожи ма рентгеновские спектры мспускання и состоят из нескольких полос с резким длинно- волновым краем. закономерности рентгеновских спектров свидетельствуют об одинаковости строения внутренних оболочек атома н отсутствии какой-либо периодичности в их строении. одинаковое строение, как это и предполагалось при объяснении периодической системы элементов. Общий вид рентгеновского герма может быть представлен следующим образом: я(7 — а)г 7(п) = — —.
пг (57.4) Тогда Т ! — = — (У вЂ” а), Я и (57.5) Это равенство выражает закон Мозли, открытый экспериментально. Закон Мозли показывает, что корни квадратные из рентгеновских термов зависят линейно от зарядового числа 2 элементов. Если электрон выбит из К-оболочки (л = !), то прн переходе на освободившееся место электронов с других оболочек излучается рентгеновская К-серия.
При переходе электронов на освободившееся место в Ь-оболочке (л = 2) излучается Ь-серня и т.д. Таким образом, экспериментально наблюдаемая олинаковость структуры рентгеновских спектров и закон Мозли подтверждают представления, употребляемые при интерпретации периодической системы элементов. Особенность рентгеновских спектров поглощения также объясняется фактом связи испускания рентгеновского излучения с внутренними оболочками атома. В результате поглощения рентгеновского кванта атомом может произойти вырывание электрона с одной из внутренних оболочек атома, т.
е. процесс фалгоионизаггии. Каждая из полос поглощения соответствует вырыванию электрона из соответствующей оболочки атома. Полоса К (рис. 89) образуется в результате выбивания электрона нз самой внутренней оболочки атома- К-обо- т 67. Рвнтгвновскнв спектры лочки, полоса Е-из второй оболочки и т.д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
