Испускание и поглощение света атомами

Из постулатов Бора следует, что каждому стационарному состоянию атома соответствует определенная стационарная орбита электрона.

Двигаясь по каждой из разрешенных стационарных орбит, электрон обладает определенным запасом кинетической энергии, а также и потенциальной энергией в электрическом поле атомного ядра.

Атом, поглощая свет, переходит из низших энергетических состояний в высшие. При этом он поглощает излучение той же самой частоты, которую излучает, переходя из высших энергетических состояний в низшие.

Непрерывный и линейчатый спектры

В непрерывном спектре представлены все длины волн определенного диапазона; в спектре нет разрывов, на экране спектрографа можно увидеть сплошную разноцветную полоску.

Непрерывные спектры дают тела, находящиеся в твердом или жидком состоянии, а также сильно сжатые газы, т.к. характер и непрерывного спектра и сам факт его существования определяется не только свойствами отдельных излучающих атомов, но и в сильной степени зависят от взаимодействия атомов друг с другом. Для получения непрерывного спектра нужно нагреть тело до высокой температуры.

Линейчатый спектр содержит узкие спектральные интервалы. Состоит из отдельных линий.

Линейчатый спектр получается только в том случае, если атомы излучают или поглощают энергию не зависимо друг от друга. Это возможно в случае разреженного газа в атомарном состоянии.

Изолированные атомы излучают строго определенные длины волн. Это объясняется на основе постулатов Бора: все атомы одного химического элемента обладают одинаковым строением, и, следовательно, одинаковый набор возможных энергетических состояний и переходов между ними. Излучение и поглощение фотонов происходи при переходах атома из одного разрешенного состояние в другое. Энергия фотона во всех случаях будет одинаковой и равной разности энергий атома в стационарных состояниях.

Спектральный анализ

Исследование линейчатого спектра вещества позволяет определить, из каких химических элементов оно состоит и в каком количестве содержится каждый элемент в данном веществе.

Спектральным анализом называется метод определения качественного и количественного состава вещества по его спектру.

Количественное содержание элемента в исследуемом образце определяется путем сравнения интенсивности отдельных линий спектра этого элемента с интенсивностью линий другого химического элемента, содержание которого в образце известно.

Спектральный анализ широко применяется при поисках полезных ископаемых для определения химического состава образцов руды. В промышленности спектральный анализ позволяет контролировать составы сплавов и примесей, вводимых в металлы для получения металлов с заданными свойствами.

Достоинством спектрального анализа являются высокая чувствительность и быстрота получения результатов.

Спектральный анализ позволяет определить химический состав и температуру небесных тел.

Состав ядра атомов. Изотопы

Атомы состоят из нуклонов: протонов и нейтронов. Протон ( ) – положительно заряженная элементарная частица. Заряд: . Нейтрон ( ) – элементарная частица, не имеющая электрического заряда. Масса нуклонов:

.

Зарядовое число Z – число протонов в ядре, равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева.

Массовое число A – число нуклонов в ядре: A=Z+N.

Изотопами называются атомы одного химического элемента, имеющие разные массовые числа, т.е. отличающиеся количеством нейтронов и имеющие одинаковое количество протонов. Химические свойства изотопов абсолютно одинаковы, т.к. определяются зарядовым числом.