Сутек спектрінің түзілу механизмі.

Егер электрон 2→1, 4→1 аралығынан өтсе, онда жиілік және толқын ұзындықтары келесі түрде өзгереді:

2,47·10¹⁵ нен 3,29·10¹⁵ дейін гц,

1216 дан 910 Å дейін.

Толқын ұзындықтары спектроскопте көрінбейді. Олар спектрдің ультракүлгін деп аталатын аймағында жатады (Лайман сериясы).

Егер электрон 3→ 2, 4→2, 5→2 аралығы арқылы өтсе, онда жиілік және толқын ұзындығы мына интервалда өзгереді:

0,4569 дан 0,8224 гц дейін

6564 тен 3648 Å дейін.

Бұл жағдайда сутек спектрінде сызықтың жаңа түрі байқалады, олардың көпшілігі спектрдің көрінетін бөлігіне қатысты болады. Ол Бальмер сериясы деп аталады.

Егер электрон 4→3; 5→3 аралықта өтсе, онда

0,1599 дан 0,3656 гц дейін

18760 тан 8206 Å дейін болады.

Бұл сәулелер сутек спектрінің инфрақызыл бөлігінен табылады (Пашен сериясы).

мұны сызықты түрде келесі үлгіде көрсетуге болады:

2-сурет. Сутек атомының квантты өтуінің және энергетикалық деңгейінің сызбанұсқасы.

n = 1 сәйкес келетін кванттық күй, ең төмен энергиямен сипатталады, оны Лайман сериясы деп атайды. Бұл күйде электрон ядромен тығыз байланысады және бұл күйді негізгі (қалыпты) күй деп атайды.

Электронды қоздырғанда (қыздыру, сәулелену т.б. әсерлер) оның энергиясы артып, ол энергиясы жоғары квант күйге ауысады (Бальмен, Пашен сериялары т.б.). Бұл күйлерді қоздырылған дейді.

Орбиталь (азимуттық) квант саны (l) – орбитальдық пішінін сипаттайды, демек электрон кеңістіктің қандай ауданында қозғалатындығы туралы мәлімет береді.

Орбиталь квант санының мынандай бүтін сандарға тең болады:

l = 0, 1, 2, 3… (n -1)

n = 1 l = 0

n = 2 l = 0, 1

n = 3 l = 0, 1, 2

n = 4 l = 0, 1, 2, 3

Орбиталь квант саны атомдық орбитальдың түрінде сипаттайды. Ең көп орбитальдың төрт түрі кездеседі: s, p, d, f

Егерде	l	=	0,	онда	s	–	орбитальдар
	l	=	1,	онда	р	–	орбитальдар
	l	=	2,	онда	d	–	орбитальдар
	l	=	3,	онда	f	–	орбитальдар
	l	=	4,	онда	g	–	орбитальдар

Орбиталь түрлерінің пішіні түрлі болып келеді (1-ші сүрет):

3 – сурет. s –, p – және d – орбитальдарының пішіні. Толқындық функциялардың таңбалары көрсетілген.

s – орбиталь, сфера тәрізді және ядроға қатысты симметрлық, яғни шекаралық бетінің (электронның толқындық функциясы) таңбасы тұрақты не оң, не теріс (4а-сурет):

а

p орбитальдың таңбасы өзгеріп тұрады (4ә-сурет):

 

ә

 

4 (ә) - сурет. Толқындық функция фазасын өрнектеудің екі әдісі.

1s – орбиталь, оның толқындық функциясының таңбасы өзгермейді (а) және 2 р – орбиталь, функция таңбасы өзгереді (ә).

Магнит квант саны (m_l) – электронның кеңістікте орналасуын (бағытталуын) сипаттайды. Ол мынандай сандарға тең болуы мүмкін:

m_l = 0; ± 1; ± 2; ± 3… ± l

Егерде n = 1, l = 0, онда m_l = 0 тең болса, бұл бас квант санына тек бір s – орбиталь сәйкес келеді. Бұл күйді біреселі азғындалған дейді.

 

5 а – сурет. Берілген бас n санының мәні үшін бір s- орбиталь болады.

 

Егерде l =1, онда m_l = +1; 0; - 1, онда Шредингер теңдігіне сәйкес p орбитальдың үш шешімі болады, оны төмендегідей бейнелеуге болады:

 

 

5(ә) - сурет. Берілген п үшін п≥2 болғанда үш р орбиталь болуы мүмкін.

Магнит квант санының мәндері орбиталь квант санына тәуелді және (2 l + 1) тең.

n	l	m l	l мәнді орбиталь саны
		+1; 0; -1
		+2; +1; 0; -1; -2
		+3; +2; +1;0; -1; -2; -3

 

Үш p – орбитальдардың беті бірдей, бірақ олар бір – біріне тік бұрышта бағытталған. р – орбитальдар үш еселі азғындалған деп есептеледі. Бағытталуына байланысты р – орбитальдарды р_{х ;} р_{z ;} р_у. (3-сурет.) деп белгілейді.

d – орбитальдар бес еселі азғындалған, яғни 5 d – орбитальдың бәрінде қалыпты (негізгі) жағдайда энергиялары бірдей. d – орбитальдардың кеңістікте бағытталуын төмендегідей белгілейді: d_х²- _у² ; d_z²; d_{х у} ; d_хz; d _уz (3-сүрет.)