Лекции по атомной механике Том 1 - Борн М.
Скачать (прямая ссылка):
последовательность делается неясной-стушевывается. Но диаграмма
рентгеновых термов Б ор а - Ко с тер а (рис. 16) показывает, что энергии
по крайней мере в готовом %томе, чередуются: 4lf 42, 43, 44, 5t...
Если число электронов меньше заряда ядра на 1, то остается только процесс
расположения последнего электрона, образовывающего нейтральный атом; в
случае же наличия грубой оценки эффективного квантового числа, мы имеем
дело с проникающими путями. Для s-путей мы получаем
п*=п - (лЮ-¦1- Si+S2).
В силу того, что афелии s-путей остова определяют его величину, то Ф
является действительным квантовым числом самых больших s-путей,
проходящих через остов, следовательно, л<г)=л-1. Таким образом
приближенно имеем
л*=2.
Для р- путей Ф должно быть немного большим, чем квантовое число для /j-
пути, проходящего полностью в остове, так что мы получаем
2<л*<3.
Эти значения вполне согласовываются со значениями, найденными опытным
путем (первая таблица § 31) d- пути вообще проникают так не глубоко, что
уравнение (4) § 28 оказывается неприменимым; тогда З3-путь является
наименьшим d - путем и его л* лежит немного ниже 3. Только в элементах Sr
и Ва d-пути проникают глубже. Оценка дает
3<л*<4
1 В,случае дробных k получаем п*=\,Ь для s-термов, rt*=от 1,5 до 2,5
для р - термов.
200
Эмпирическое значение лежит вблизи 2 и всегда выше, чем это-имеет место
для s-путей. Эта оценка несколько освещает вопрос, почему после
завершения групп пх и пг один поверхностный электрон связывается на
(/г4"1)"пУти> что, следовательно, после окончания групп 3! и 32 для А или
К+ ближайший электрон при К движется по 4гпути, а не по З3 или то, что
после окончания 4j- или 42- групгы для Кг или Rb+, Rb начинает 5 (но не
43 или 44)-группу.
В то время, как на атомной поверхности за 32-путем следует 4х-путь,
глубоко чнутри атома за 32-путем идет З3-путь, Таким образом, еслк пройти
от члена до члена ряд калиеобразных ионов К, Са+, Sc++, Ti+++, V(4>...
U73), то всегда можно попасть на такое, место, где самый внешний электрон
находится на З3-пути. Ь * действительности, в спектре К З3-путь ("* =
2,85) связан еще слабее, чем 4,-путь ("* = 1,77); при Са+ разница уже
значительно меньше ("* = 2,31; 2,14); в Sc++,rt* терма s должно быть еще
больше, чем для Са+(соответственно общему характеру свойств проникающих
путей), так что с?-путь может оказаться сильнее связанным, чем ",-путьг •
Вследствие этого можно предположить, что в строении атома Sc в
аргоноподобном расположении Sc+++ входит один З3-путь затем еще два 4,-
пути; в случае Т1, в аргоноподобную конфигурацию Ti++H_ входят два З3-
пути и два 4х-пути.
Необходимо отметить, что спектры железной группы говорят о том, что эти
представления очень схематичны и грубо отражают факты. Хотя некоторые
атомы этой группы (Сг и Мп) обладают в нормальном состоянии2 s-путем, но
в других членах мы встречаемся с с?- и даже /-путями3 .
Таким образом, в этой группе связывающие энергии различных путей не очень
отличаются друг от друга. Но в каждом частном случае опыт говори? нам*
что нельзя представлять всегда строение электронной группы так, что
последний присоединившийся электрон остается в начавшейся в последний раз
группе. Наоборот, может быть так, что, начиная от какого-либо
определенного атомного номера, остов окажется построенным иначе, чем
предыдущий атом, а именно уже будет содержать один электрон вновь
начатого типа путей. Чтобы получить полную картину о числах электронов,
заполняющих в отдельности каждый из квантовых путей, мы приводим здесь
двухразмерную схему, содержащую все элементы со всеми их ионами вплоть до
голых ядер, развернутую с одной стороны по атомным номерам Z и с другой -
по числу электронов z. Для более наглядного представления нашей мысли на
рисунке 19 указывается (штриховка) только квантовый путь
присоединившегося в конце электрона.
1 N. Bohr, Zeitschr. f. Physik, Bd. 9, S. 1, 1922.
2 W. G г о t r i a n, Zeitschr. f. Physik, Bd. 18, S. 169, 1923.
3 H. Gieseleru. W. Grotrian, Zeitschr. f. Physik, Bd. 25, S. 342,
1924.
201
Области, в которых существование этого квантового пути сомнительно,
заштрихованы двойным штрихом (рис. 19).
§ 33. Кеплеровское движение в свете теории относительности
В исследованиях строения периодической системы элементов мы имели дело с
неотносительной механикой. Однако, при точном анализе путей в водороде
необходимо применять теорию относительности.
РС~ группа
_______1л-
Рис. 19.
Так, например, простое вычисление показывает, что движение электрона по
одноквантовому круговому пути водородного атома достигает такого
значения, которым по сравнению со ¦скоростью света С ни при каких
условиях нельзя пренебречь. А именно, эта скорость равна
__ _р __ _А '°н~ тан 2ътап'
202
подстанавливая для ан его значение (8) § 23
h2
а н =
4п2 те2 '
мы получаем соотношение 1D а=^ = ^=7,29-10-3.
Таким образом, при всех наблюдениях, имеющих такую степень точности
измерения, обыкновенная механика делается несостоятельной и должна быть
