§ 207. Многоэлектронные атомы. Происхождение оптиче-

Гл. XXII. Строение атома

495

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 элек-

трона с орбиты большего радиуса на орбиту меньшего радиуса

выделяется энергия. Электрон, находящийся на внешней оболоч-

ке, обязательно «перескочит» на внутреннюю, если только на ней

имеется свободная орбита. Поэтому в невозбужденном много-

электронном атоме все электроны сосредоточены на внутренних

орбитах.

Рис. 368. Условная схема элек-

тронных оболочек атома: число

черных точек равно наибольше-

му возможному числу электро-

нов на оболочке

Рис. 369. Схема атома натрия:

светлый кружок — ядро ато-

ма, черные точки — электроны.

Заполнены все места на

K

- и

L

-оболочках и один электрон

находится на третьей оболочке

Рассмотрим, например, элемент с порядковым номером 11 —

н а т р и й. Заряд атомного ядра натрия равен Ze = 11e. Атом на-

трия содержит 11 электронов: 10 из этих электронов заполняют

все наличные орбиты на K- и L-оболочках, а последний 11-й

электрон находится на третьей оболочке (рис. 369).

Внешние электроны атома связаны с ядром значительно сла-

бее внутренних. Во-первых, они находятся на гораздо большем

расстоянии от ядра. Во-вторых, сила притяжения внешних элек-

тронов п о л о ж и т е л ь н ы м ядром в большой степени ком-

пенсируется отталкиванием со стороны о т р и ц а т е л ь н ы х

электронов, расположенных на внутренних оболочках. Как по-

казывают измерения, чтобы оторвать от атома один из внеш-

них 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

496

Гл. XXII. Строение атома

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 обла-

сти видимого или ультрафиолетового света. Испускание света

в о п т и ч е с к и х областях спектра связано, таким образом,

с поведением в н е ш н и х электронов атома.

Для отделения от атома внутренних электронов нужна го-

раздо большая энергия, быстро растущая с увеличением заря-

да атомного ядра. Так, чтобы вырвать электрон из K-оболоч-

ки, нужна энергия около 1,1 кэВ для натрия (Z = 11), свы-

ше 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 по-

этому к испусканию к в а н т о в большой энергии (с малой

длиной волны), с о о т в е т с т в у ю щ е й р е н т г е н о в с к о-

м у и з л у ч е н и ю.

Ранее уже указывалось, что рентгеновское излучение пред-

ставляет собой электромагнитное излучение, возникающее при

резком торможении электронов в веществе (тормозное излуче-

ние). Теперь мы видим, что существует второй механизм ис-

пускания рентгеновского излучения, состоящий в следующем.

Электронная бомбардировка анода в рентгеновской трубке при-

водит к вырыванию электронов из внутренних оболочек атомов,

составляющих анод. На освободившиеся места переходят элек-

троны из внешних оболочек тех же атомов; при таких пере-

ходах испускается рентгеновское излучение, получившее назва-

ние характеристического рентгеновского излучения данного

атома.

Итак, испускание р е н т г е н о в с к о г о излучения атомами

связано с в н у т р е н н и м и электронными оболочками атомов.

Изучение рентгеновских спектров дало поэтому ценные сведения

о строении внутренних электронных оболочек атомов.

жүктеу/скачать 6,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: