Skarp serie

Den skarpa serien är en serie spektrallinjer i det atomära emissionsspektrumet som orsakas när elektroner sjunker från en atoms orbitaler med högre energi till den lägsta tillgängliga p-orbitalen. Spektrallinjerna inkluderar en del i det synliga ljuset, och de sträcker sig in i ultraviolett ljus. Linjerna kommer närmare och närmare varandra eftersom frekvensen ökar och aldrig överskrider seriegränsen. Den skarpa serien var viktig i utvecklingen av förståelsen av elektronskal och subskal i atomer. Den skarpa serien har gett bokstaven s till s atomära orbital eller subskal.

Den skarpa serien har en gräns som ges av

$v={\frac {R}{\left[2+p\right]^{2}}}-{\frac {R}{\left[m+s\right]^{2}}} {\text{ med }}m=2,3,4,5,6,...$

Serien orsakas av övergångar till det lägsta P-tillståndet från S-orbitaler med högre energi. En terminologi för att identifiera linjerna är: 1P-mS Men observera att 1P bara betyder det lägsta P-tillståndet i en atom och att den moderna beteckningen skulle börja vid 2P och är större för atomer med högre atomnummer.

Termerna kan ha olika beteckningar, mS för enkellinjesystem, mσ för dubletter och ms för tripletter.

Eftersom P-tillståndet inte är den lägsta energinivån för alkaliatomen (S är) kommer den skarpa serien inte att visa sig som absorption i en kall gas, men den visar sig som emissionslinjer. Rydberg -korrigeringen är störst för S-termen eftersom elektronen penetrerar den inre kärnan av elektroner mer.

Gränsen för serien motsvarar elektronemission , där elektronen har så mycket energi att den slipper atomen. Även om serien kallas skarp är linjerna kanske inte skarpa.

I alkalimetaller delas P-termerna $2P_{\frac {3}{2}}$ och $2P_{\frac {1}{2}}$ . Detta gör att spektrallinjerna blir dubbletter , med ett konstant avstånd mellan de två delarna av dubbellinjen.

Namn

Den skarpa serien brukade kallas den andra underordnade serien, med den diffusa serien som den första underordnade, båda är underordnade huvudserien .

Lagar för alkalimetaller

Den skarpa seriegränsen är densamma som den diffusa seriegränsen. I slutet av 1800-talet kallades dessa två kompletterande serier.

År 1896 uttalade Arthur Schuster sin lag: "Om vi subtraherar frekvensen för grundvibrationen från konvergensfrekvensen för huvudserien, får vi konvergensfrekvensen för den kompletterande serien". Men i nästa nummer av tidskriften insåg han att Rydberg hade publicerat idén några månader tidigare.

Rydberg Schuster Lag: Med hjälp av vågtal är skillnaden mellan de skarpa och diffusa seriegränserna och principseriegränsen densamma som den första övergången i huvudserien.

Denna skillnad är den lägsta P-nivån.

Runges lag: Med hjälp av vågtal är skillnaden mellan den skarpa seriegränsen och den fundamentala seriegränsen densamma som den första övergången i den diffusa serien.

Denna skillnad är den lägsta D-nivåenergin.

Natrium

Grotrian diagram för natrium. Sharp-serien beror på 3p-mS-övergångar som visas här i lila.

Den skarpa serien har vågtal som ges av: $\nu _{s}=R\left({\frac {Z_{3p}^{2}}{3^{2}}}-{\frac {Z_{ns}^{2}}{ n^{2}}}\right)n=4,5,6,...$

Natriumdiffusserien har vågtal som ges av: $\nu _{d}=R\left({\frac {Z_{3p}^{2}}{3^{2}}}-{\frac {Z_{nd}^{2}}{ n^{2}}}\right)n=4,5,6,...$

när n tenderar till oändligheten hamnar den diffusa och skarpa serien på samma gräns.

natrium skarp serie
övergång	våglängd 1 Å	våglängd 2 Å
3P-4S	11403,8	11381,5
3P-5S	6160,75	6154,23
3P-6S	5158,84	5153,40
3P-7S	4751,82	4747,94
3P-8S	4545,19	4541,63
3P-9S	4423,35	4419,89
3P-10S	4344,74	4341,49
3P-11S	4291.01	4287,84
3P-12S	4252,52	4249,41
3P-13S	4223.2	4220,2
3P-14S	4201.0	4198,0

Kalium

kalium skarp serie
övergång	våglängd 1 Å	våglängd 2 Å
4P-5S	12522.1	12432.2
4P-6S	6933,8	6911.1
4P-7S	5801.8	5782,4
4P-8S	5339,8	5323,4
4P-9S	5099,2	5084.3
4P-10S	4956.1	4942,0
4P-11S	4863,6	4850,0
4P-12S	4800,2	4786,9
4P-13S	4754,6	4741,6

Alkaliska jordarter

En skarp serie triplettlinjer betecknas med seriebokstaven s och formeln 1p-ms . Den skarpa serien av singlettlinjer har seriebokstaven S och formeln 1P-mS .

Kalcium

Kalcium har en skarp serie av trillingar och en skarp serie av singletter.

Magnesium

Magnesium har en skarp serie av trillingar och en skarp serie av singletter.

Historia

bestämde sig George Liveing och James Dewar för att systematiskt mäta spektra av element från grupperna I , II och III i synligt ljus och ultraviolett ljus som skulle sända genom luft. De märkte att linjerna för natrium var omväxlande skarpa och diffusa. De var de första som använde termen "skarp" för linjerna. De klassificerade alkalimetallspektrallinjer i skarpa och diffusa kategorier. År 1890 kallades de linjer som också förekom i absorptionsspektrat huvudserien. Rydberg fortsatte att använda skarp och diffus för de andra linjerna, medan Kayser och Runge föredrog att använda termen andra underordnade serien för den skarpa serien.

Arno Bergmann hittade en fjärde serie i infraröd 1907, och denna blev känd som Bergmann-serien eller fundamental serie.

År 1896 hittade Edward C. Pickering en ny serie linjer i spektrumet av ζ Puppis . Detta antogs vara den skarpa serien av väte. 1915 gavs bevis på att det faktiskt var joniserat helium- helium II .

Heinrich Kayser , Carl Runge och Johannes Rydberg fann matematiska samband mellan vågtalen för emissionslinjer för alkalimetallerna.

Friedrich Hund introducerade notationen s, p, d, f för underskal i atomer. Andra följde denna användning på 1930-talet och terminologin har funnits kvar till denna dag.