Legea lui Moseley

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 24 decembrie 2021; verificarea necesită 1 editare .

Legea lui Moseley este o lege care leagă frecvența liniilor spectrale ale radiației de raze X caracteristice unui atom al unui element chimic cu numărul său de serie. Stabilit experimental de fizicianul englez Henry Moseley în 1913 .

Formularea legii lui Moseley

Conform legii lui Moseley, rădăcina pătrată a frecvenței liniei spectrale a radiației caracteristice a unui element este o funcție liniară a numărului său de serie : $\nu$ $Z$ ${\displaystyle {\sqrt {\frac {\nu }{c\cdot R_{\infty ))))=(Z-\sigma ){\sqrt ({\frac {1}{n_{1}^{2 ))}-{\frac {1}{n_{2}^{2)))))))$

unde c este viteza luminii, este constanta Rydberg , este constanta de ecranare ${\displaystyle R_{\infty ))$ $\sigma$ , este numărul cuantic principal al orbitalului interior, la care este transferat electronul, inițiind emisia liniei corespunzătoare, este numărul cuantic principal al orbitalului exterior, de la care se realizează tranziția ( = 1, 2, 3 ... = , , ). Pe diagrama Moseley, dependența de este o serie de linii drepte (K-, L-, M- etc. serie corespunzătoare valorilor \u003d 1, 2, 3, ...). $n_{1}$ $n_{2}$ $n_{1}$ $n_{2}$ $n_{1}+1$ $n_{1}+2$ $n_{1}+3$ $Z$ $n_{1}$

Legea lui Moseley a fost o dovadă de nerefuzat a corectitudinii plasării elementelor în sistemul periodic de elemente al lui D. I. Mendeleev și a contribuit la elucidarea semnificației fizice . $Z$

În conformitate cu Legea lui Moseley, spectrele caracteristice de raze X nu arată modelele periodice inerente spectrelor optice . Acest lucru indică faptul că învelișurile interioare de electroni ale atomilor tuturor elementelor care apar în spectrele caracteristice de raze X au o structură similară.

Experimentele ulterioare au scos la iveală unele abateri de la dependența liniară pentru grupurile de tranziție ale elementelor, asociate cu o modificare a ordinii de umplere a învelișurilor de electroni exterioare, precum și pentru atomii grei, apărute ca urmare a efectelor relativiste (explicate condiționat de faptul că vitezele electronilor interni sunt comparabile cu viteza luminii).

În funcție de un număr de factori - de numărul de nucleoni din nucleul unui atom ( deplasare izotopică ), starea învelișurilor electronilor exterioare ( deplasare chimică ), etc. - poziția liniilor spectrale pe diagrama Moseley se poate modifica oarecum. Studiul acestor deplasări face posibilă obținerea de informații detaliate despre atom .

Istorie

În lucrările publicate în 1913-1914, Henry Moseley a formulat dependența frecvenței liniilor caracteristice ale elementelor chimice după cum urmează [2] [1] :

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

Unde:

\nu

este frecvența dreptei caracteristice observate

A

și sunt constante în funcție de tipul liniei ( K , L etc.)

b\

$A=\left({\frac {1}{1^{2}}}-{\frac {1}{2^{2}}}\right)\cdot \nu _{0}$ u = 1 pentru linii, u = 7,4 pentru linii ( este frecvența Rydberg, este viteza luminii , este constanta Rydberg ). $b$ $K_{\alpha )$ $A=\left({\frac {1}{2^{2}}}-{\frac {1}{3^{2}}}\right)\cdot \nu _{0}$ $b$ $L_{\alpha )$ $\nu _{0}=c\cdot R_{\infty )$ $c$ ${\displaystyle R_{\infty ))$

În prezent, într-o formă mai generală, legea lui Moseley poate fi exprimată prin următoarea formulă:

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

Unde:

$c$ - viteza luminii
$\nu _{\mathrm {R} }=\nu _{0}\,{\frac {1}{1+{\frac {m_{e}}{M))))$ este frecvența Rydberg corectată
- $\nu _{0}=c\cdot R_{\infty )$ este frecvența Rydberg
- ${\displaystyle R_{\infty ))$ este constanta Rydberg
- $m_{e}$ este masa electronilor
- $M$ este masa nucleului
$Z_{\text{eff}}=Z-\sigma$ este sarcina nucleară efectivă. Utilizarea acestei cantități distinge legea lui Moseley de formula lui Rydberg
- $Z$ - numărul de taxare
- $\sigma$ este o constantă care descrie ecranareasarcina nucleului prin electroni situati intre nucleu si electronul in cauza
$n_{1}$ , sunt numerele cuantice principale ale stării cuantice (n 1 este învelișul interior $n_{2}$ , n 2 - extern).

Când un electron trece de la a doua înveliș (înveliș L) la primul înveliș (înveliș K) (tranziție ), se aplică și numărul de undă corespunzător : $K_{\alpha )$ $\sigma \aproximativ 1$

{\begin{aliniat}\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{aliniat}}

Înveliș exterior		Înveliș interior			Tranziție	Constante de screening
$n_{2}$	...-coajă	$n_{1}$	...-coajă	${\displaystyle n_{2}-n_{1))$	Tranziție	$\sigma \aprox$
2	L	unu	K	unu	$K_{\alpha )$	1.0
3	M	2	L	unu	$L_{\alpha )$	7.4
3	M	unu	K	2	$K_{\beta )$	1.8

Note

↑ 1 2 Moseley, Henry GJ Spectrele de înaltă frecvență ale elementelor. Partea a II- a (engleză) // Philosophical Magazine : journal. - 1914. - Vol. 27 . - P. 703-713 .
↑ Moseley, Henry GJ; Bibliotecile Smithsonian. Spectrele de înaltă frecvență ale elementelor // The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science : jurnal. - Londra-Edinburgh: Londra : Taylor & Francis, 1913. - Vol. 26 . - P. 1024-1034 .

Dicționare și enciclopedii	Britannica (online)