1626435914-6d29faf22cc9ba3862ba4ac645c31438 (844347), страница 81
Текст из файла (страница 81)
Она лежит в желто-зеленой части спектра и является весьма характерной"'. Наряду с ней в спектре полярных сияний появляются красные линии О 1 63001 и 6 364А, соответствующие переходам Ьт — зРт и 11т — Р~ и присутствующие также в спектрах туманностей, и более слабые линии О Н и О Ш. После разрешения в !928 г. загадки небулия оставалась еще загадка корония. Было ясно, что линии «корония» принадлежат ионам каких-то известных элементов, но каким именно, не удавалось объяснить до 1939 г., когда Гротриан показал [225[, что две линии 6 375 А и 7 892 А могут быть приписаны переходу Р', — Р;, между уровнями герма Р' конфигурации Зр Ре Х и переходу Р~ — Рт между уровнями терма зР конфигурации Зр Ре Х1; положения соответствующих уровней были найдены Эдленом при изучении спектров очень сильно ионизованных атомов в области спектра короче 200 г!т.
Основываясь на идее Гротриана о принадлежности линий короны очень сильно ионизованным атомам и используя свои опытные данные об уровнях таких атомов, Эдлену удалось отождествить все наиболее яркие линии солнечной короны с запрещенными линиями [226[. Наиболее интенсивная зеленая линия «корония» 5 302,86 А оказалась принадлежащей лгрнладцапгнкрапгно (!) ионизованному атому железа и интерпретируется как возникающая при переходе Зр Р,', — Р',г Ре Х1Ч. В табл. !1.7 приведены данные для наиболее интенсивных линий короны. Весьма интересны выводы о физическом состоянии короны, которые можно сделать на основе изучения запрещенных спектральных линий [154[.
Наличие очень и Г Поэтому ее называют линией семрны» сияний — авроральнай линией (от латинского аопиа Ьоыайга — северное сияние). Глава 11. Спектры атомов с р-оболочками 320 таблица П.7 Наиболее интенсивные запрещенные линии солнечной короны Волновое число всм ' Энергии возбтлденил в ав Длина волны вА Атом Переход За> Зрз >Р> — р! Заз ЗР2 >Р ЗР 342 Зрх Рз — зрз Зв2 Зр2 ЗР— ЗР Заз Зр> зр. >р. 3/2 з/2 З,з Зр зр' — зр' 3/2 3/2 Звз 31>4 зр >р За Зр Юз Рз 3,2 Зрз 3, зр,' 1О 798 1О 747 7 892 6 702 6375 9258 9302 12 668 14917 !5683 Ре ХП! Ре ХИ! Ре Х1 Мз ХЧ Ре Х 2,30 1,15 1,57 1,85 1,94 18 852 Ре Х1Ч 2,34 5 303 Мз ХШ М1 Х~ 19 541 23 626 2,42 2,93 5 116 4 23! Ре Х! Ре ХШ 4,68 5,96 25 075 29 507 3 987 3 388 сильно ионизованных атомов показывает, что, несмотря на очень высокую степень разрежения вещества в короне, ее эффективная температура очень высока, порядка миллиона градусов.
ГЛАВА 12 СПЕКТРЫ АТОМОВ С ДОСТРАИВА(ОЩИМИСЯ 11- И Г-ОБОЛОЧКАМИ В 12.1. Особенности спектров атомов с достраиваюн1имися оболочками Число возможных уровней, как мы видели в гл. 9 (см. табл, 9.4-9.б), возрастает по мере увеличения числа эквивалентных электронов и квантового числа 1. Поэтому спектры элементов с заполняющимися у-оболочками сложнее спектров элементов с заполняющимися 4-оболочками, а эти спектры, в свою очередь, сложнее рассмотренных в предыдущей главе спектров элементов с заполняющимися р-оболочками. Возрастает и максимальная мультиплетность. В то время как для элементов с р-оболочками она не превышает четырех и пяти, дхя элементов с И-оболочками мультиплетность доходит до семи и восьми, а для элементов с !-оболочками она достигает десяти и одиннадцати.
Максимальная мультиплетность, равная пяти, при оболочке типа вр" возникает для случая конфигураций р (о")! с одним электроном, помимо р-оболочки, заполненной как раз наполовину и дающей наиболее глубокий квартетный терм о', см. примеры спектров углерода и кислорода в б 11.3. Максимальная мультиплетность, равная восьми, при оболочке типа пв" возникает для случая конфигураций г1~(го) а1 с двумя электронами, помимо 4-оболочки, заполненной наполовину и дающей сексгетный терм го, см. ниже пример спектра Мп (б 12.4).
Один из этих электронов является а-электроном, конкурирующим с 4-электронами (см. табл.7.2, с. 203, периоды 4 и 5). Наконец, максимальная мультиплетность, равная одиннадцати, при оболочке типа пу возникает для конфигураций типа У (Я')Ы 1 и 7 (Е')Иа1 с тремя электронами, помимо у-оболочки, заполненной наполовину и дающей октетный терм г8; см. ниже случай спектра бд (б 12.9).
Два из этих электронов являются И- и а-электронами, конкурирующими с 7-электронами (см. табл. 7.2, периоды 6 и 7), Однако спектры элементов с д- и 7-оболочками отличаются от спектров элементов с р-оболочками не только большим числом уровней и более высокой мультиплетностью. Весьма существенно, что для этих спектров имеет место конкуренция электронов (и — 1)д и па (в случае 4-оболочек) и электронов (и — 2) 7, (и — ! )д и па (в случае 7-оболочек). При начале достройки оболочек (п — 1)4 и (и — 2)7 энергии электронов удовлетворяют соотношениям: Е1п-!)х > Епв и Е1п-з17 > Е1п-гы > Ьпэ (12.1) По мере достройки оболочки, состоящей из эквивалентных электронов, положение меняется и получается обратное соотношение между энергиями 7'-, 4 и а-электронов. Расположение одноэлектронных уровней энергии стремится к нормальной последовательности, когда электроны с меньшим и лежат глубже и электронные слои не перемешиваются друг с другом.
322 Глава 12. Спектры атомов с достраивающимися д- и,г-оболочкоми Упрочнение связи И- и г-электронов весьма выражено, как мы видели в 89.6, в изоэлектронных рядах, начинающихся с атомов щелочных металлов, т, е, для одного внешнего электрона в поле ядра и электронов внутренних заполненных оболочек. Это имеет место при и ) 3 и наглядно показывается схемами рис. 8.11 и 8.
!2 и диаграммой Мозли рис. 8.14. С увеличением заряда ядра для изоэлектронных рядов К 1, Са П, Бс П1, ... и КЬ 1, Бг П, У П1, ... (см, (8.43) и (8.44)) электроны ЗИ и 4И связываются все прочнее по сравнению с электронами 4а и 5а соответственно, а для изоэлектронного ряда Сз 1, Ва П, Ед П1, Се !У (ряд (8.45)) подобное явление имеет место для электронов 5И и 4у, причем последний связывается прочнее всего, как обладающий наименьшим и.
Тенденция (и — !)й- и (и — 2)у-электронов быть связанными прочнее электронов па проявляется весьма отчетливо также при увеличении кратности ионизации атомов данного элемента. Это понятно, так как и в этом случае эффективный заряд ядра возрастает. Для нейтральных атомов (нли ионов одинаковой кратности) последовательных элементов с достраиваюшимися д- или у-оболочками возрастание эффективного заряда происходит медленнее, чем для изоэлектронных рядов или при последовательной ионизации атомов данного элемента, и изменение относительной прочности связи а-, д- и у-электронов происходит постепенно. Наличие конкуренции И- и в-электронов наиболее отчетливо проявляется для И-оболочки при заполнении ее наполовину и особенно при окончании ее заполнения.
В этих случаях более выгодным оказывается образование конфигураций а"+ а, чем конфигураций д а, и конфигураций Й +, чем конфигураций д ж Конкуренция у- и д-электронов особенно существенна в начал ле заполнения у-оболочки и при ее заполнении наполовину. Аналогично случаю д-оболочки упрочнение у-электронов по сравнению с а-электронами приводит для у-оболочки, при заполнении ее наполовину и при окончании ее заполнения, к образованию конфигураций у"+'а вместо конфигураций у"а и конфигураций у"+' вместо конфигураций у "е. Вследствие конкуренции близких по энергии электронов в ряде случаев нарушается регулярный ход изменения нормальных конфигураций от элемента к элементу (ср. нормальные конфигурации для элементов с достраивающимися И- и З-оболочками, приведенные в табл.
7.2, с. 205) и усложняется совокупность глубоких уровней. Более подробно влияние этой конкуренции будет рассмотрено в следующих параграфах при разборе конкретных типов спектров. Большое число термов и уровней различных конфигураций делает задачу интерпретации спектров атомов и ионов с достраивающимися д- и у-оболочками часто весьма трудной. Затруднено и определение энергий ионизации путем экстраполяции последовательных термов одного рода, сходящихся к границе ионизации, особенно лля тяжелых атомов с большими мультиплетными расщеплениями.
Характерным является наличие ряда термов одного рода, возникающих из одной и той же конфигурации (см. табл.9.5 и 9.б, где число термов одного рода отмечено цифрами под символом терма) или из близких по расположению конфигураций одной четности. Принято последовательные глубокие термы одного рода, начиная с самого глубокого, обозначать буквами а, Ь, с,...
для конфигураций той же четности, что и четность нормальной конфигурации, и буквами л, у, я,... для конфигураций противоположной четности. Высокие термы той же четности, что и термы нормальной конфигурации, обозначают как е, у, у, Например, для У ! последовательные четные термы Зй~4а~ 'Р (основной терм) и Зй~4а~Р обозначаются как а'Р и ЬхР, более высокие четные термы Зй~4Р, Заз4а5а~Р— как е'Р, У~Р, а последовательные нечетные термы Зй~4а4р~Р', В 12.2. Спектры атомов с достраивающимися д-оболочками 323 Зд44р~Р', Зй~4в4р~Р' — как в~Р', у~Р, х~Р' (см. таблицы атомных уровней энергии (122], т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
