디퓨즈 시리즈

Diffuse series

확산 직렬은 전자가 원자의 최저 p 궤도와 d 궤도 사이에서 점프할 때 발생하는 원자 방출 스펙트럼의 일련의 스펙트럼 라인이다. 총 궤도 각도 운동량은 1과 2 사이에서 변화한다. 스펙트럼 라인은 가시광선에 일부 포함되며 자외선이나 적외선 근처로 확장될 수 있다. 주파수가 절대 시리즈 제한을 초과하지 않게 증가함에 따라 라인은 점점 더 가까워진다. 확산 시리즈는 원자 속의 전자 껍질과 하위 껍질에 대한 이해의 발달에 중요했다. 확산 계열은 d 원자 궤도 또는 하위 쉘에 d자를 주었다.

확산 영상 시리즈는 다음과 같은 값을 갖는다.

이 시리즈는 가장 낮은 P 상태에서 높은 에너지 D 궤도로의 전환에 의해 발생한다. 선 식별을 위한 한 가지 용어는: 1P-mD[1]. 그러나 1P는 원자의 발란스 셸에서 가장 낮은 P 상태를 의미하며 현대적 명칭은 2P에서 시작되며 높은 숫자의 원자에 대해서는 더 크다는 점에 주목한다.

항은 서로 다른 지정, 단일 선 시스템의 경우 mD, 더블트의 경우 Δ, 트리플릿의 경우 md를 가질 수 있다.[2]

D 하위 쉘 상태의 일렉트로닉은 알칼리 원자에 대한 가장 낮은 에너지 수준이 아니기 때문에(S는) 확산 시리즈는 시원한 기체에서의 흡수로 나타나지 않지만 방출선으로 나타난다. 뤼드베르크 보정은 전자가 전자의 내핵을 더 많이 관통하기 때문에 S 용어로 가장 크다.

직렬의 한계는 전자 방출에 해당하는데, 전자가 원자에서 빠져나오는 에너지가 너무 많다.[3]

알칼리 금속에서 P 용어는 2 P 2 스타일 2}} 및 2 2 스타일 }{2 이렇게 하면 스펙트럼 라인은 이중 라인의 두 부분 사이에 일정한 간격을 두고 이중으로 된다[4]

이 분열은 미세구조라고 불린다. 원자 번호가 더 높은 원자의 경우 분할이 더 크다. 분할은 직렬 한계 쪽으로 감소한다. 더블트의 빨간 선에서 또 다른 갈라짐이 일어난다. 이는 D 레벨 2 2 }에서 분할되기 때문이다.}} 및 D 2 D레벨에서 분할하면 P레벨보다 양이 적으며, 직렬 한계에 가까워질수록 감소한다.[5]

역사

확산 계열은 제1차 종속계열로 불렸으며, 날카로운 계열은 제2차 종속계열로 둘 다 주계열로 종속되어 있었다.[2]

알칼리 금속의 법칙

확산 시리즈 한계는 날카로운 시리즈 한계와 동일하다. 1800년대 후반에 이 둘은 보충 시리즈로 불렸다.

확산 계열의 스펙트럼 라인은 미세구조라고 불리는 세 개의 라인으로 분할된다. 이 선들은 전체적인 선을 분산시켜 보이게 한다. 이렇게 되는 이유는 P와 D 레벨이 모두 두 개의 밀접하게 간격을 두고 있는 에너지로 나뉘기 때문이다. P is split into . D is split into . Only three of the possible four transitions can take place because the angular momentum change cannot have a magnitude 하나보다 [6]큰

1896년 아서 슈스터는 자신의 법칙을 밝혔다: "주계열의 수렴 주파수에서 기본진동의 주파수를 빼면 보충계열의 수렴 주파수를 얻는다."[7] 그러나 저널의 다음 호에서 그는 라이드버그가 몇 달 전에 그 아이디어를 발표했다는 것을 깨달았다.[8]

뤼드베르크 슈스터 법칙 : 웨이브 넘버를 이용하여 확산과 첨예한 직렬 한계와 주계열 한계와의 차이는 주계열의 첫 전환과 동일하다.

이 차이는 가장 낮은 P 수준이다.[9]

룬지의 법칙: 파장 번호를 사용하면 확산 직렬 한계와 기본 직렬 한계 사이의 차이는 확산 시리즈의 첫 번째 전환과 동일하다.

이 차이는 가장 낮은 D레벨 에너지다.[9]

리튬

리튬은 확산 라인이 평균적으로 6103.53, 4603.0, 4132.3, 3915.0, 3794.7 å 정도로 분산 시리즈를 가지고 있다.[10]

나트륨

N−2(역방정사각형)에 대해 서로 다른 시작점을 가정하여 표시된 나트륨 확산 시리즈의 파장을 보여주는 그래프. 블루 다이아몬드는 n=2, 레드 사각형은 n=3, 녹색 삼각형은 n=4, 바이올렛 X는 n=5로 시작한다. 출발 n이 3인 경우에만 직선이 달성된다[11].

The sodium diffuse series has wave numbers given by:

The sharp series has wave numbers given by:

n이 무한대로 되는 경향이 있을 때, 확산과 날카로운 시리즈는 결국 같은 한계에 도달한다.[11]

나트륨 확산 시리즈[12]
전이 파장 1 å 파장 2 å 파장 3 å
3P-3D 8194.82 8183.26 8194.79
3P-4D 5688.21 5682.63 5688.19
3P-5D 4982.81 4978.54 4982.8
3P-6D 4668.56 4664.81 4668.6
3P-7D 4497.66 4494.18 4497.7
3P-8D 4393.34 4390.03 4393.3
3P-9D 4324.62 4321.40 4324.6
3P-10D 4276.79 4273.64 4276.8
3P-11D 4242.08 4238.99 4242.0
3P-12D 4215
3P-13D 4195

칼륨

산칼륨 확산계[13]
전이 파장 1 å 파장 2 å 파장 3 å
4P-3D 11772.8 11690.2 11769.7
4P-4D 6964.69 6936.27 6964.18
4P-5D 5831.9 5812.2 5831.7
4P-6D 5359.7 5343.1 5359.6
4P-7D 5112.2 5097.2 5112.2
4P-8D 4965.0 4950.8 4965.0
4P-9D 4869.8 4856.1 4869.8
4P-10D 4804.3 4791.0 4804.3
4P-11D 4757.4 4744.4 4757.4

알칼리성 흙

삼단선 확산 시리즈는 시리즈 문자 d와 공식 1p-md로 지정된다. singlet 라인의 확산 시리즈는 s 시리즈 문자와 1P-mS 공식을 가지고 있다.[3]

헬륨

헬륨은 다른 알칼리성 지구와 마찬가지로 S 하위 껍질 안에 두 개의 전자를 가지고 있기 때문에 분광학에 관한 알칼리성 지구와 같은 범주에 있다. 헬륨은 파장 5876, 4472 및 4026 å의 더블트 라인의 확산 시리즈를 가지고 있다. 이온화되었을 때의 헬륨은 헤라고II 불리며 수소와 매우 유사한 스펙트럼을 가지지만 더 짧은 파장으로 이동했다. 이것은 6678, 4922, 4388 å의 파장과 함께 확산 시리즈도 가지고 있다.[14]

마그네슘

마그네슘은 세 쌍둥이의 확산 시리즈와 날카로운 단둥 시리즈를 가지고 있다.[3]

칼슘

칼슘은 세 쌍둥이의 확산 시리즈와 날카로운 단둥 시리즈를 가지고 있다.[15]

스트론튬

스트론튬 증기의 경우 가장 두드러진 선은 확산 시리즈에서 나온다.[16]

바륨

Barium has a diffuse series running from infrared to ultraviolet with wavelengths at 25515.7, 23255.3, 22313.4; 5818.91, 5800.30, 5777.70; 4493.66, 4489.00; 4087.31, 4084.87; 3898.58, 3894.34; 3789.72, 3788.18; 3721.17, and 3720.85 Å[17]

역사

케임브리지 대학에서 조지 라이브닝과 제임스 드워는 공기를 통해 전달될 가시광선과 긴 파장의 자외선 속에서 그룹 I, II, III의 원소 스펙트럼을 체계적으로 측정하기 시작했다. 그들은 나트륨의 선이 날카롭고 분산되어 있다는 것을 알아차렸다. 그들은 그 대사들에 대해 "diffuse"라는 용어를 처음 사용했다.[18] 그들은 알칼리 금속 스펙트럼 라인을 날카롭고 분산된 범주로 분류했다. 1890년에 흡수 스펙트럼에도 나타난 선을 주계열이라고 불렀다. Rydberg는 다른 라인에 대해 날카롭고 분산된 사용을 계속했지만,[19] Kayser와 Runge는 확산 시리즈에 첫 번째 하위 시리즈라는 용어를 사용하는 것을 선호했다.[20]

아르노 베르그만은 1907년에 적외선에서 네 번째 시리즈를 발견했고, 이것은 베르그만 시리즈 또는 기본 시리즈로 알려지게 되었다.[20]

하인리히 케이서, 칼 룬지, 요하네스 라이드버그는 알칼리 금속의 방출 라인 파동 수 사이의 수학적 관계를 발견했다.[21]

프리드리히 헌드는 원자의 하위 껍질에 대한 s, p, d, f 표기법을 소개했다.[21][22] 다른 사람들은 1930년대에 이 용법을 따랐고 그 용어는 오늘날까지 남아있다.

참조

  1. ^ Fowler, A. (1924). "The Origin of Spectra". Journal of the Royal Astronomical Society of Canada. 18: 373–380. Bibcode:1924JRASC..18..373F.
  2. ^ a b Saunders, F. A. (1915). "Some Recent Discoveries in Spectrum Series". Astrophysical Journal. 41: 323. Bibcode:1915ApJ....41..323S. doi:10.1086/142175.
  3. ^ a b c Saunders, F. A. (1915). "Some Recent Discoveries in Spectrum Series". Astrophysical Journal. 41: 323–327. Bibcode:1915ApJ....41..323S. doi:10.1086/142175.
  4. ^ Rydberg, J. R. (1897). "The New Series in the Spectrum of Hydrogen". Astrophysical Journal. 6: 233–236. Bibcode:1897ApJ.....6..233R. doi:10.1086/140393.
  5. ^ Band, Yehuda B. (14 September 2006). Light and Matter: Electromagnetism, Optics, Spectroscopy and Lasers. John Wiley. ISBN 9780471899310. Retrieved 3 July 2015.
  6. ^ Band, Yehuda B. (2006-09-14). Light and Matter: Electromagnetism, Optics, Spectroscopy and Lasers. John Wiley & Sons. pp. 321–322. ISBN 9780471899310. Retrieved 10 January 2014.
  7. ^ Schuster, Arthur (31 December 1986). "On a New Law Connecting the Periods of Molecular Vibrations". Nature. 55 (1418): 200–201. Bibcode:1896Natur..55..200S. doi:10.1038/055200a0.
  8. ^ Schuster, Arthur (7 January 1987). "On a New Law Connecting the Periods of Molecular Vibrations". Nature. 55 (1419): 223. Bibcode:1897Natur..55..223S. doi:10.1038/055223a0. S2CID 4054702.
  9. ^ a b Atomic, Molecular and Laser Physics. Krishna Prakashan Media. p. 2.59.
  10. ^ atomic spectra and the vector model. volume 1. series spectra. CUP Archive. p. 19. ISBN 9781001286228.
  11. ^ a b Sala, O.; Araki, K.; Noda, L. K. (September 1999). "A Procedure to Obtain the Effective Nuclear Charge from the Atomic Spectrum of Sodium" (PDF). Journal of Chemical Education. 76 (9): 1269. Bibcode:1999JChEd..76.1269S. doi:10.1021/ed076p1269.
  12. ^ Wiese, W.; Smith, M. W.; Miles, B. M. (October 1969). Atomic Transition Probabilities Volume II Sodium Through Calcium A Critical Data Compilation. Washington: National Bureau of Standards. pp. 39–41.
  13. ^ Wiese, W.; Smith, M. W.; Miles, B. M. (October 1969). Atomic Transition Probabilities Volume II Sodium Through Calcium A Critical Data Compilation (PDF). Washington: National Bureau of Standards. pp. 228–230.
  14. ^ Saunders, F. A. (1919). "Review of Recent Work on the Series Spectra of Helium and of Hydrogen". Astrophysical Journal. 50: 151–154. Bibcode:1919ApJ....50..151S. doi:10.1086/142490.
  15. ^ Saunders, F. A. (December 1920). "Revision of the Series in the Spectrum of Calcium". The Astrophysical Journal. 52 (5): 265. Bibcode:1920ApJ....52..265S. doi:10.1086/142578.
  16. ^ Saunders, F. A. (1922). "Revision of the Series in the Spectrum of Strontium". Astrophysical Journal. 56: 73–82. Bibcode:1922ApJ....56...73S. doi:10.1086/142690.
  17. ^ Saunders, F. A. (1920). "Revision of the Series in the Spectrum of Barium". Astrophysical Journal. 51: 23–36. Bibcode:1920ApJ....51...23S. doi:10.1086/142521.
  18. ^ Brand, John Charles Drury (1995-10-01). Lines Of Light: The Sources Of Dispersive Spectroscopy, 1800-1930. CRC Press. pp. 123–. ISBN 9782884491624. Retrieved 30 December 2013.
  19. ^ Rydberg, J. R. (April 1890). "XXXIV. On the structure of the line-spectra of the chemical elements". Philosophical Magazine. Series 5. 29 (179): 331–337. doi:10.1080/14786449008619945.
  20. ^ a b Mehra, Jagdish; Rechenberg, Helmut (2001-01-01). The Historical Development of Quantum Theory. Springer. pp. 165–166. ISBN 9780387951744. Retrieved 30 December 2013.
  21. ^ a b William B. Jensen (2007). "The Origin of the S, p, d, f Orbital Labels". Journal of Chemical Education. 84 (5): 757–758. Bibcode:2007JChEd..84..757J. doi:10.1021/ed084p757.
  22. ^ Hund, Friedrich (1927). Linienspektren und Periodisches System der Elemente. Struktur der Materie in Einzeldarstellungen. Vol. 4. Springer. pp. 55–56. ISBN 9783709156568.