Логин:   Пароль:  

Соцсети






Автор:
Написал: Amro Дата: 25-Мар-2010
Точно так же, как и в атоме водорода, в более сложных атомах электроны могут двигаться вокруг ядра только по определенным избранным орбитам. Различные экспериментальные данные указывают, что возможные орбиты электронов в атоме группируются в систему оболочек. Грубо схематически можно представить себе эти оболочки в виде концентрических сфер, окружающих ядро (рис. 368). Каждая из оболочек содержит определенное число орбит, на каждой из которых может находиться только один электрон. Оболочка наименьшего радиуса, называемая K-оболочкой, содержит две орбиты. На второй оболочке — L-оболочке — имеется восемь орбит. Столько же орбит на следующей оболочке — третьей. Далее идет четвертая оболочка с 18 орбитами и т. д.

Как указано в предыдущем параграфе, при переходе электрона с орбиты большего радиуса на орбиту меньшего радиуса выделяется энергия. Электрон, находящийся на внешней оболочке, обязательно «перескочит» на внутреннюю, если только на ней имеется свободная орбита. Поэтому в невозбужденном многоэлектронном атоме все электроны сосредоточены на внутренних орбитах.

Рис. 368. Условная схема электронных оболочек атома: число черных точек равно наибольшему возможному числу электронов на оболочке


Рис. 369. Схема атома натрия: светлый кружок — ядро атома, черные точки—электроны. Заполнены все места на К- и L- оболочках и один электрон находится на третьей оболочке

Рассмотрим, например, элемент с порядковым номером 11—натрий. Заряд атомного ядра натрия равен Ze=11 е. Атом натрия содержит 11 электронов: 10 из этих электронов заполняют все наличные орбиты на К- и L-оболочках, а последний 11-й электрон находится на третьей оболочке (рис. 369).

Внешние электроны атома связаны с ядром значительно слабее внутренних. Во-первых, они находятся на гораздо большем расстоянии от ядра. Во-вторых, сила притяжения внешних электронов положительным ядром в большой степени компенсируется отталкиванием со стороны отрицательных электронов, расположенных на внутренних оболочках. Как показывают измерения, чтобы оторвать от атома один из внешних электронов, нужна энергия от 5 до 20 эВ в зависимости от рода атома. Для того чтобы перевести какой-либо внешний электрон на одну из более далеких оболочек, не отрывая его от атома (т. е. для возбуждения атома), достаточна еще меньшая энергия. При возвращении такого электрона на более близкую к ядру оболочку будет испущен световой квант с энергией, не превышающей 5—20 эВ, т. е. с длиной волны, лежащей в области видимого или ультрафиолетового света. Испускание света в оптических областях спектра связано, таким образом, с поведением внешних электронов атома.

Для отделения от атома внутренних электронов нужна гораздо большая энергия, быстро растущая с увеличением заряда атомного ядра. Так, чтобы вырвать электрон из K-оболочки, нужна энергия около 1,1 кэВ для натрия (Z=11), свыше 9 кэВ для меди (Z=29), около 70 кэВ для вольфрама (Z=74). Переход электронов с L-оболочки и следующих за ней оболочек на свободное место в K-оболочке приводит поэтому к испусканию квантов большой энергии (с малой длиной волны), соответствующей рентгеновскому  излучению.

Ранее уже указывалось, что рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение, возникающее при резком торможении электронов в веществе (тормозное излучение). Теперь мы видим, что существует второй механизм испускания рентгеновского излучения, состоящий в следующем. Электронная бомбардировка анода в рентгеновской трубке приводит к вырыванию электронов из внутренних оболочек атомов, составляющих анод. На освободивш
4c6
иеся места переходят электроны из внешних оболочек тех же атомов; при таких переходах испускается рентгеновское излучение, получившее название характеристического рентгеновского излучения данного атома.

Итак, испускание рентгеновского излучения атомами связано с внутренними электронными оболочками атомов. Изучение рентгеновских спектров дало поэтому ценные сведения о строении внутренних электронных оболочек атомов.





Комментарии: (0) Рейтинг:
Пока комментариев нет
2006-2015г. © Научно-Образовательный портал "Вся Физика"
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Вся Физика"
Страница создана за 0.06 секунды