ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Спектры атомов с достраивающейся d-оболочкой. Спектры скандия и титана из "Оптические спектры атомов " Замкнутой оболочкой из двух s- и шести р-электронов характеризуются инертные газы Nel, Arl, Кг I. Хе I и Rnl. Замкнутой оболочке s p соответствует равенство нулю всех трех квантовых чисел L, S, J. Таким образом, единственное состояние, отвечающее электронной конфигурации s p ,—это состояние Sq, которое и является нормальным для всех инертных газов. [c.253] При возбуждении одного из электронов возникают конфигурации з р /гх. Конфигурации иона инертного газа s p соответствуют два возможных состояния Р°/, и Рз/j, причем состояние Рз/, лежит глубже. Прибавляя к этим состояниям иона один электрон, мы можем получить набор термов нейтраль-ного инертного газа, стремящихся к двум пределам Рз/ и Pi/ . Эти термы для Ne I и сходных с ним ионов приведены в схеме 20. [c.253] Внешне спектры инертных газов совершенно не похожи на спектры атомов с одиночными и триплетными термами. [c.254] Интенсивности интеркомбинационных линий, возникающих при переходах между одиночными и триплетными термами, велики. На снимке IV приведена фотография спектра Nel в видимой области. [c.254] Здесь возникает 10 различных термов, характеризуемых значениями J—0, I, 1,2, 1, 2, О, 1, 2, 3. Столько же термов с такими же значениями квантовых чисел J соответствует конфигурации 2р Зр и по схеме 20. [c.257] Аналогичным бразом могут быть найдены с помощью [у, у]-схемы и термы, соответствующие другим электронным конфигурациям. [c.257] Термы 2s 2р 3s Ро и 2s 2р 3s Р2 метастабильны. Выше лежит группа из 10 термов, соответствующих электронной конфигурации 2s 2p 3p, и еще выше—из 12 термов, соответствующих конфигурации 2s2 2p 3d. [c.260] Изоэлектронные ряды для инертных газов и сходных с ними ионов хорошо подчиняются закону Мозелея. Для графиков, приведенных на рис. 137 для ряда термов, характерно пересечение прямой электронной конфигурации 4p 4d с прямыми конфигураций 4р 5р и 4p 5s. Это соответствует тому обстоятельству (отмеченному в 49), что простая последовательность в заполнении четырехквантовой оболочки, нарушенная рубидием, восстанавливается у ближайших элементов. [c.263] Каждая строка начинается с элемента, имеющего один d-электрон в достраивающейся оболочке, и оканчивается парой элементов, имеющих законченные d-оболочки. Характерно, что достраиваемая d-оболочка не является наиболее внешней все рассматриваемые элементы имеют еще по одному или по два более внешних s-электронов. Таким образом, эквивалентные d-электроны располагаются наиболее внешне лишь у ионов, и только разбор спектров этих ионов может позволить понять строение спектров нейтральных атомов. [c.263] Каждому данному числу эквивалентных d-электронов соответствуют термы, определяемые с помощью принципа Паули. Порядок расположения этих термов удовлетворяет правилам, приведенным на стр. 188. Термы, соответствующие разному числу эквивалентных d-электронов, нами уже приводились (см. табл. 49). [c.263] Анализ обширного эмпирического материала позволяет выяснить нормальные состояния и термы элементов длинных периодов и их ионов (табл. 68). [c.263] В настоящем параграфе мы рассмотрим более подробно спектры атомов и ионов с одним и двумя эквивалентными d-электронами. Наиболее характерными их представителями являются скандий и титан. [c.264] Элементы с одним d-электроном. Один d-электрон в качестве самого внешнего имеют ионы S 1П, Y III и La III, Так как это единственный электрон вне замкнутых оболочек, то спектры этих ионов представляют собою простые дублеты только с термами в качестве нормального. Схема основных уровней и переходов в ионе S HI была уже приведена на рис. ПО, Схемы уровней для YIH и La III аналогичны. [c.264] Исходя из этих спектров, можно разобрать схему термов ионов S II, YII и La II, Очевидно, прибавление к иону, находящемуся в состоянии D, одного электрона ns ведет к возникновению состояний и Так же определяются состояния, отвечающие электронным конфигурациям dp и dd в последнем случае надо иметь в виду, что если оба квантовых числа одинаковы, то мы имеем дело с двумя эквивалентными d-электронами. Кроме того, у S П, У II и La II может оказаться возбужденным и второй электрон, что ведет также к набору одиночных и триплетных термов, соответствующих конфигурациям ss, sp и sd. Основные электронные конфигурации и термы Sell охватываются схемой 21. [c.264] Аналогичные мультиплеты встречаются в спектрах YII, La II и сходных с ними ионов, находящихся в более высоких степенях ионизации. [c.265] Это обстоятельство характерно для элементов, с которых начинается заполнение внутренней оболочки, раньше остававшейся незаполненной. [c.266] Таким образом, возникают дублетные и квартетные термы Sel. Часть из них стремится к пределу 3d 4s D, а часть — к пределу 3d 4s D. Если ион Sell будет находиться в состоянии Зd , то при прибавлении ях-элек-трона возникнет еще более многочисленная группа дублетных и квартетных термов, стремящихся к пределам Sd S, 3d D, Sd G, Sd P и Sd p. Наконец, могут возникнуть электронные конфигурации Sd и 4p rtx. Возможные термы нейтрального атома S I приведены в схемах 22 и 23. [c.266] Нормальным термом S l, в соответствии с приведенной схемой, является терм 3d 4s ему соответствует ионизационный потенциал 6,7 в. Ближайшей к нормальному терму является расположенная приблизительно на 11500 выше группа квартетных (метастабильных) термов 3d2 4s F. [c.266] Вернуться к основной статье