ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Спектры элементов с достраивающейся f-оболочкой из "Оптические спектры атомов " Нормальное расположение внешних электронов в цезии и трех следующих за ним элементах дано в табл. 70. [c.289] Последовательное заполнение 4f-oбoлoчки электронами имеет место только у трижды ионизованных ионов редких земель. У ионов в более низких состояниях ионизации и у нейтральных атомов встречаются в качестве нормальных электронные конфигурации 4f 6s, 4f 2 6s2 и 4f 5d где k—число электронов вне замкнутых оболочек (табл. 71). Как видно из таблицы, уже у дважды ионизованных ионов редких земель не наблюдается непрерывного возрастания числа f-электронов с увеличением Z так. Ей III и Gd III в нормальном состоянии имеют оба по 7 электронов 4f, ион ТЫН—8, а следующий за ним ион Dy III — сразу 10 электронов 4f. Аналогичные отступления от непрерывного заполнения 4 -оболочки электронами наблюдаются и для нейтральных атомов редких земель. [c.289] соответствующие различному числу эквивалентных f-электронов и удовлетворяющие принципу Паули, даны в табл. 72. [c.289] Индексы, указывающие мультиплетность термов (слева, сверху), отнесены ко всей группе термов, взятых в скобки. Индексы снизу символов термов указывают, сколько раз повторяется данный терм. Нормальные термы подчеркнуты. Электронные конфигурации f при /г 7 дают мультиплетное расщепление термов с нормальным порядком уровней, а при 7—с обращенным. Поэтому, например, ион Sm IV имеет самый глубокий терм 4f Hs/j. а ион DyIV — терм 4f His/,. Число термов, соответствующих одной и той же электронной конфигурации, очень велико так, семи эквивалентным f-элек-тронам соответствует 119 мультиплетов с общим числом уровней, равным 3432. [c.289] соответствующие конфигурациям f d. f ds и f ds . находятся методами, разобранными нами в 51. 52 и последующих параграфах. При этом число термов и уровней, соответствующих одной и той же электронной конфигурации, становится здесь еще больше например, электронной конфигурации fM соответствует 34 320 уровней. Из сказанного ясна причина очень большой сложности спектров редких земель и трудность их. анализа. [c.289] При попытках анализа значительную роль играют случайные совпадения разностей частот (см. 16) в результате этого нельзя полностью избежать случайного характера некоторых обнаруженных закономерностей, в действительности не присущих реальным свойствам атомов или ионов. [c.291] Все наблюдаемые в спектрах редких земель линии возникают при переходах между уровнями, соответствующими небольшому числу основных электронных конфигураций. Отсюда в большинстве случаев невозможно определить абсолютные значения термов, а значит, и найти на основании спектроскопических данных ионизационные потенциалы. В случаях, когда удается их определить, значения потенциалов оказываются равными 5—7в. [c.291] Они возникают при тепловом возбуждении лишь при более высоких температурах. [c.291] Группа из k эквивалентных f-электронов при А 7 и дополнительная к ней группа из (14 — ) эквивалентных f-электронов имеют одинаковые наборы термов (см. табл. 70). Это позволяет при разборе спектров редких земель группировать их попарно, сопоставляя редкие земли с дополнительными группами f-электронов. [c.291] Характерная для редких земель группа электронов 5d бв встречается уже у лантана (у которого в нормальном состоянии еще нет f-электронов), поэтому разбору спектров отдельных редких земель следует предпослать разбор спектра лантана. [c.291] Лютеций (Z = 71). Этот последний из редкоземельных элементов обнаруживает спектр, в известной мере сходный со спектром лантана, так как его четырнадцать f-электро-нов образуют замкнутую оболочку, для которой все результирующие моменты равны нулю. [c.292] Церий (Z = 58). Трижды ионизованный церий (Се IV) имеет вне замкнутых оболочек один 4f-элeктpoн, и его нормальным является состояние 4f2p. Дальше идут дублетные термы 5d D, 6s и 6р Ф (рис. 153). [c.293] Наибольшее число глубоких электронных конфигураций церия и его ионов содержат два эквивалентных электрона 4f. [c.295] Эрбий (Z = 68). Дополнительной к конфигурации 4f церия является конфигурация 4f 2, встречающаяся у эрбия. Нормальными состояниями Ег и Ег соответственно являются 4f 6s H и 4f 6s H. Таким образом, у Erl и Ег II, так же как у Се и Се , наиболее глубокими являются Н- и Н-термы. Разница заключается лишь в том, что у церия порядок уровней — нормальный, а у эрбия — обращенный. [c.295] Спектр Рг I остается не разобранным. Его нормальным состоянием должно быть 4P6s I. а в спектре должны встречаться комбинации квартетных и дублетных термов. [c.295] Нечетные возбужденные уровни Pr II относятся к электронной конфигурации 4f 6p. В спектре Ndl выделено нормальное состояние 4f Gs I. [c.296] Вернуться к основной статье