Moseleys lov

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 24. december 2021; verifikation kræver 1 redigering .

Moseleys lov er en lov, der forbinder frekvensen af spektrallinjerne for den karakteristiske røntgenstråling af et atom af et kemisk grundstof med dets serienummer. Eksperimentelt etableret af den engelske fysiker Henry Moseley i 1913 .

Ordlyden af Moseleys lov

Ifølge Moseleys lov er kvadratroden af frekvensen af spektrallinjen af den karakteristiske stråling af et element en lineær funktion af dets serienummer : $\nu$ $Z$ ${\displaystyle {\sqrt {\frac {\nu }{c\cdot R_{\infty ))))=(Z-\sigma ){\sqrt ({\frac {1}{n_{1}^{2 ))}-{\frac {1}{n_{2}^{2))))))))$

hvor c er lysets hastighed, er Rydberg-konstanten , er afskærmningskonstanten ${\displaystyle R_{\infty ))$ $\sigma$ , er hovedkvantenummeret for den indre orbital, hvortil elektronen overføres, hvilket initierer emissionen af den tilsvarende linje, er hovedkvantetallet for den ydre orbital, hvorfra overgangen udføres ( = 1, 2, 3 ... = , , ). På Moseley-diagrammet er afhængigheden af en række lige linjer (K-, L-, M- osv. serier svarende til værdier \u003d 1, 2, 3, ...). $n_{1}$ $n_{2}$ $n_{1}$ $n_{2}$ $n_{1}+1$ $n_{1}+2$ $n_{1}+3$ $Z$ $n_{1}$

Moseleys lov var et uigendriveligt bevis på rigtigheden af placeringen af elementer i det periodiske system af elementer af D. I. Mendeleev og bidrog til belysningen af den fysiske betydning . $Z$

I overensstemmelse med Moseleys lov viser røntgenkarakteristiske spektre ikke de periodiske mønstre, der er iboende i optiske spektre . Dette indikerer, at de indre elektronskaller af atomer af alle elementer , der optræder i de karakteristiske røntgenspektre, har en lignende struktur.

Senere eksperimenter afslørede nogle afvigelser fra den lineære afhængighed for overgangsgrupper af elementer, forbundet med en ændring i rækkefølgen af fyldning af de ydre elektronskaller, såvel som for tunge atomer, der opstår som et resultat af relativistiske effekter (betinget forklaret af faktum, at de indre elektroners hastigheder er sammenlignelige med lysets hastighed).

Afhængigt af en række faktorer - af antallet af nukleoner i kernen af et atom ( isotopisk skift ), tilstanden af de ydre elektronskaller ( kemisk skift ) osv. - kan positionen af spektrallinjerne på Moseley-diagrammet ændre sig noget. Studiet af disse skift gør det muligt at få detaljerede oplysninger om atomet .

Historie

I værkerne udgivet i 1913-1914 formulerede Henry Moseley afhængigheden af frekvensen af de karakteristiske linjer af kemiske grundstoffer som følger [2] [1] :

{\displaystyle \nu =A\cdot \left(Zb\right)^{2))

hvor:

\nu

er frekvensen af den observerede karakteristiske linje

EN

og er konstanter afhængigt af linjetypen ( K , L osv.)

b\

$A=\left({\frac {1}{1^{2}}}-{\frac {1}{2^{2}}}\right)\cdot \nu _{0}$ u = 1 for linjer, u = 7,4 for linjer ( er Rydberg-frekvensen, er lysets hastighed , er Rydberg-konstanten ). $b$ ${\displaystyle K_{\alpha ))$ $A=\left({\frac {1}{2^{2}}}-{\frac {1}{3^{2}}}\right)\cdot \nu _{0}$ $b$ ${\displaystyle L_{\alpha ))$ ${\displaystyle \nu _{0}=c\cdot R_{\infty ))$ $c$ ${\displaystyle R_{\infty ))$

På nuværende tidspunkt, i en mere generel form, kan Moseleys lov udtrykkes med følgende formel:

\nu ={\frac {c}{\lambda }}=\nu _{\mathrm {R} }\,Z_{\text{eff}}^{2}\,\left({\frac {1}{n_{1}^{2}}}-{\frac {1}{n_{2}^{2}}}\right).

hvor:

$c$ - lysets hastighed
$\nu _{\mathrm {R} }=\nu _{0}\,{\frac {1}{1+{\frac {m_{e}}{M))))$ er den korrigerede Rydberg-frekvens
- ${\displaystyle \nu _{0}=c\cdot R_{\infty ))$ er Rydberg-frekvensen
- ${\displaystyle R_{\infty ))$ er Rydberg-konstanten
- $m_{e}$ er elektronmassen
- $M$ er massen af kernen
$Z_{\text{eff}}=Z-\sigma$ er den effektive atomladning. Brugen af denne mængde adskiller Moseleys lov fra Rydbergs formel
- $Z$ - opkrævningsnummer
- $\sigma$ er en konstant, der beskriver afskærmningopladning af kernen af elektroner placeret mellem kernen og den pågældende elektron
$n_{1}$ , er de vigtigste kvantetal i kvantetilstanden (n 1 er den indre skal $n_{2}$ , n 2 - ekstern).

Når en elektron passerer fra den anden skal (skal L) til den første skal (skal K) (overgang ), anvendes det tilsvarende bølgetal også : ${\displaystyle K_{\alpha ))$ $\sigma \ca. 1$

{\begin{aligned}\nu _{K_{\alpha }}=c\,{\tilde {\nu }}&=\nu _{\mathrm {R} }\,(Z-1) ^{2}\,\left({\frac {1}{1^{2}}}-{\frac {1}{2^{2}}}\right)\\&=\nu _{\ mathrm {R} }\,(Z-1)^{2}\,\left({\frac {3}{4}}\right).\end{aligned}}

Ydre skal		Indvendig skal			Overgang	Screeningskonstant
$n_{2}$	...-skal	$n_{1}$	...-skal	${\displaystyle n_{2}-n_{1))$	Overgang	$\sigma \approx$
2	L	en	K	en	${\displaystyle K_{\alpha ))$	1.0
3	M	2	L	en	${\displaystyle L_{\alpha ))$	7.4
3	M	en	K	2	${\displaystyle K_{\beta ))$	1.8

Noter

↑ 1 2 Moseley, Henry GJ The High-Frequency Spectra of the Elements. Del II (engelsk) // Philosophical Magazine : tidsskrift. - 1914. - Bd. 27 . - s. 703-713 .
↑ Moseley, Henry GJ; Smithsonian biblioteker. The High-Frequency Spectra of the Elements // The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science : tidsskrift. - London-Edinburgh: London: Taylor & Francis, 1913. - Vol. 26 . - S. 1024-1034 .

Ordbøger og encyklopædier	Britannica (online)

Moseleys lov

Ordlyden af ​​Moseleys lov

Historie

Noter

Ordlyden af Moseleys lov