Справочник от Автор24
Найди эксперта для помощи в учебе
Найти эксперта
+2

Закон Мозли

Закон Мозли

В начале XX века Мозли эмпирическим путем выявил важную связь длин волн спектральных линий характеристического рентгеновского излучения и номером химического элемента в системе Менделеева. Закон Мозли можно записать в виде:

где ν=1λ -- волновой число линий, R=10973731 м1 -- постоянная Ридберга, a и у некоторые постоянные, которые характеризуют серию линий рентгеновского характеристического спектра и вещество антикатода.

В частности, для длин волн Kα линии характеристического рентгеновского спектра закон Мозли принимает вид:

Выражение (2) можно представить в виде:

где σ=1, m=1, n=2.

Соотношение (4) сходно с формулой для длины волны линии серии Лаймана для водородоподобного иона. Отличие в том, что параметр Z2, который входит в формулы серий для водородоподобных систем, в выражении (4) уменьшен на величину постоянной σ. Величина σ называется постоянной экранирования, которая в данном случае равна единице. Постоянная экранирования отражает тот факт, что в тяжелом атоме, который имеет Z электронов, на электрон выполняющий переход, отвечающий линии Kα, воздействует не целиком заряд ядра (Zqe), а величина (Z1)qe. То есть заряд ослаблен экранирующим действием одного электрона, который остался в слое K.

На рис.1 изображена диаграмма Мозли, которая отображает линейную зависимость νR от номера химического элемента Z для линии Kα.

Использование закона Мозли в применении к атомам химических элементов периодической системы стало подтверждением закономерного роста заряда ядра на единицу при переходе от одного элемента к следующему. Это послужило доказательством истинности ядерной модели атома и объяснения теории периодической системы.



Рисунок 1.

Общий вид рентгеновского терма можно представить:

В таком случае закон Мозли запишем как:

Выражение (6) показывает то, что квадратные корни из рентгеновских термов линейно связаны с зарядовым числом элемента (Z).

Если электрон был выбит из K- оболочки (n=1), то в результате перехода на освободившееся место электронов с других оболочек происходит излучение рентгеновской K -- серии. При переходе электронов на освобожденное место в оболочке L (n=2) происходит излучение L -- серии и так далее. Можно сделать вывод о том, что одинаковая структура рентгеновских спектров и закон Мозли являются подтверждением истинности периодической системы элементов.

«Закон Мозли» 👇
Помощь эксперта по теме работы
Найти эксперта
Решение задач от ИИ за 2 минуты
Решить задачу
Помощь с рефератом от нейросети
Написать ИИ

Примеры задач

Пример 1

Какой химический элемент длину волны для линии  Kα линейчатого спектра рентгеновского излучения получилась равную 72пм? Считать постоянную σ=1.

Решение:

Чтобы ответить на вопрос задачи следует найти атомный номер элемента в системе Д.И. Менделеева. Для решения задачи используем закон Мозли в виде:

1λ=R(Z1)2(112122)или
1λ=R34(Z1)2(1.1),

где R=10973731 м1. Выразим параметр Z из формулы (1.1), имеем:

(Z1)2=43лR Z=43лR+1.

Проведем вычисления, если λ=72пм=7,21011м:

Z=437,210111,1107+1=42

Ответ: Z=42, следовательно это молибден.

Пример 2

Какова постоянная экранирования (σ) для L -- серии характеристического рентгеновского излучения, если длина волны, которая испускается при переходе электрона с M -- оболочки на L -- оболочку составила 140 пм (рис 2).?



Рисунок 2.

Решение:

Запишем численные данные необходимые для решения задачи, так, атомный номер вольфрама, взятый из периодической системы Z=74.

В качестве основы для решения задачи используем закон Мозли, записанный в виде:

1λ=R(Zσ)2(1m21n2)(2.1),

где m=2, n=3, так как образуется Lα -- линия. Тогда упростим формулу (2.1) до выражения:

1λ=536R(Zσ)2(2.2).

Выразим из формулы (2.2) постоянную экранирования:

(Zσ)2=365лR σ=Z365λR.

Проведем вычисления, учитывая, что λ=140пм=1,41010м, R=10973731 м1:

σ=743651,410101,11075,62.

Ответ: σ=5,62.

Дата последнего обновления статьи: 03.08.2024
Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов
Крупнейшая русскоязычная библиотека студенческих решенных задач
Все самое важное и интересное в Telegram

Все сервисы Справочника в твоем телефоне! Просто напиши Боту, что ты ищешь и он быстро найдет нужную статью, лекцию или пособие для тебя!

Перейти в Telegram Bot

Изучаешь тему "Закон Мозли"? Могу объяснить сложные моменты или помочь составить план для домашнего задания!

AI Assistant