Хімія і хімічна технологія
Механізм збудження. Щоб атом віддав квант рентгенівського випромінювання hv, йому необхідно повідомити енергію. Це можна здійснити опроміненням проби потоком електронів емісійна спектроскопія) або рентгенівським випромінюванням достатньої енергії рентгенофлуоресцентного спектроскопія). Практично через більш легкого здійснення використовують тільки другий спосіб збудження. Його перевага полягає ще в тому, що виникає спектр флуоресценції має тільки характеристичні спектральні лінії. в той час як на емісійний спектр накладається спектр безперервного випромінювання. У рентгенофлуоресцентної спектроскопії пробу опромінюють поліхроматичний випромінюванням рентгенівської трубки і спостерігають виникає вторинне випромінювання. Для переміщення електрона з займаного ним основного рівня необхідно, щоб енергія поглинається рентгенівського кванта hv була щонайменше дорівнює роботі іонізації. Якщо енергія, що поглинається більше. то надлишкова енергія вивільняється у вигляді кінетичної енергії фотоелектронів. Після закінчення 10 з іонізований атом поступово переходить в основний стан. Розглядаючи зменшення енергії електрона при його переході з верхнього рівня на нижній, можна помітити, що рентгенівський квант випромінюється ні до кожному електронному переході. Ефективною в цьому відношенні виявляється тільки частина переходів (/ ij). Решта число переходів п - () викликає емісію електронів з зовнішніх електронних оболонок атома, оскільки вони сприймають всю енергію, що звільняється при здійсненні внутрішніх електронних переходів, і внаслідок цього відриваються від атома оже-ефект). Під виходом флуоресценції W розуміють відношення / if / n. Величина W для різних оболонок не однакова і зростає зі збільшенням атомного номера елемента. Залежність виходу флуоресценції для / С-оболонки від атомного номера елемента можна представити наступною підлозі емпіричної формулою [c.201]
До процесів об'ємної іонізації відносяться іонізація при зіткненні електронів та іонів з нейтральними атомами і молекулами (ударна іонізація. Пряма і ступінчаста), іонізація при передачі атому або молекули енергії збудження іншого атома або молекули (непружні зіткнення II роду), іонізація газу при опроміненні його ультрафіолетовим , рентгенівським або у-випромінюванням (фотоионизация газу в обсязі), іонізація при підвищенні температури газу. викликається зіткненням найбільш швидких атомів або молекул між собою (термічна іонізація). [C.22]
Атом кожного елемента має свою систему енергетичних рівнів-ній. На рис. 102 стрілками, спрямованими вгору. показані енергетичні переходи при порушенні атома, а стрілками, спрямованими вниз, -переходить, пов'язані з втратою енергії. Якщо між розглянутими рівнями є ще й інші, то можливі не тільки прямі, але і ступінчасті переходи. при яких атом повертає накопичену енергію не в один, а в кілька прийомів. Порушення атома на більш високий рівень також може відбуватися ступенями для цього атом. не повертаючись у більш низьке енергетичний стан. повинен зазнати кілька послідовних зіткнень. [C.167]
Квант з енергією меншою. чому не може ионизовать, якщо тільки атом був попередньо збуджений (атом південь незадовго перед цим зіткнуться з електроном, порушеною атомом або фотоном). Тому при довжинах хвиль. великих граничної довжини хвилі спектральної серії, поглинання і іонізація обумовлені ступінчастими процесами. Ця точка зору підтверджується ТЄЇ, що деякі лінії в спектрі поглинання збігаються з невеликими максимумами між 3300 і 3200А, що не показаними на рис. 38. [c.80]
Завдяки тому, що збуджені атоми залишаються в збудженому стані протягом деякого кінцевого часу, можливі також зіткнення електронів з атомами, що знаходяться вже в деякому збудженому стані. При цьому можлива передача енергії електрона атома, т. Е. Порушення атома до будь-якого вищого збудженого стану ступеневу збудження) або навпаки, енергія [c.33]
У плазмі здійснюються, крім вже розглянутих, і багато інших елементарні процеси. Збуджений атом може повернутися не тільки на нижній рівень. але і на проміжні збуджені рівні (каскадні переходи). Так само послідовно може відбуватися і збудження (ступеневу збудження). [C.22]
У деяких випадках підрахунок числа зіткнень збуджених атомів з електронами призводить до мізерно малому числу іонів, що утворюються таким процесом, -багато менше спостерігається ступінчастою іонізації. Пояснення, чому іонізація і збудження ступенями все ж мають місце, може бути дано на основі подання про дифузії резонансного випромінювання. Резонансним випромінюванням називається таке випромінювання, при якому кінцевий рівень енергії електрона є нормальним рівнем, відповідним відсутності порушення. В цьому випадку, якщо атом попередньо збуджений шляхом поглинання світла. при зворотному переході електрона випромінюється світло точно такої ж довжини хвилі. як той, поглинання якого призвело [c.105]
Так, деякі криві струму мають піки, в точності відповідні лініях головною спектральної серії цезію (рис. 38). В даному випадку спочатку відбувається не іонізація, а тільки збудження атома цезію, потім збуджений атом отримує додаткову кількість енергії. що приводить до завершення ступінчастою іонізації шляхом будь-якого іншого елементарного процесу, що має місце при взаємодії [c.121]
Роль східчастих процесів спостерігається і при світінні іонних ліній. Порушення іона може відбуватися прямим шляхом, т. Е. В результаті зіткнення електрона з нормальним атомом при цьому атом одночасно іонізується і збуджується. Крім того, порушення нона може відбуватися ступінчастим способом спершу утворюється іон в нормальному стані. а потім він збуджується. [C.443]
Іонізація атома є ступінчастою. Ступінчаста іонізація представляє собою результат багатьох зіткнень, внаслідок яких атом переходить у все більш збуджені стани і, нарешті, ионизуется. [C.319]
При фотолізі кетонів з атомами водню в У положенні, переважно в паровій фазі. утворюються нівщій кетон і етилен крім того, в результаті внутрішньомолекулярної атаки з боку карбонільної групи на атом вуглецю в -положенні утворюються ціклобутаноли [239]. В обох випадках стадія ініціювання. яка складається в атаці атома водню в -положе-ванні з боку порушеної атома кисню, може бути однаковою. Надалі проміжний бірадікал (схема 5) може зазнавати перетворення в двох напрямках, причому обидві стадії можуть збігтися і привести до утворення одного і того ж олефина. Однак, як повідомив Янг [324], імовірний ступінчастий механізм. Так, за колишніми даними з октанона-2 [c.376]
Поки атом знаходиться в збудженому стані, може статися нове неупругое зіткнення першого роду порушеної атома з електроном. У цьому випадку атом перейде на новий, більш високий щабель збудження або буде іонізован. Така іонізація або збудження шляхом декількох последовате.чьних зіткнень з електронами називається ступінчастою іонізацією і ступінчастим збудженням. [C.105]
Час перебування атома в збудженому стані. Ступінчасті іонізація і збудження. Дифузія резонансного випромінювання. Метастабнльние стану. При детальному вивченні електричних явищ в газах важливе значення має питання про те, протягом якого проміжку часу т атом залишається в збудженому стані. Перехід електрона в збудженому атомі на нормальний рівень енергії з випромінюванням енергії збудження у вигляді світлового кванта відбувається без участі будь-якого зовнішнього впливу і носить тому назва спонтанного переходу. [C.207]
Раз атом знаходиться в збудженому стані хоча і дуже короткий, але кінцеве час. то може статися нове неупругое зіткнення порушеної атома з електроном. У цьому випадку атом перейде а нову, більш високу ступінь збудження або, якщо енергії електрона на це вистачить, буде іонізован. Така іонізація або збудження шляхом декількох послідовно-1ельних зіткнень з електронами називається ступінчастою іонізацією. або ступінчастим збудженням. Ступінчаста іонізація має місце в тих випадках, коли газ виявляється іонізованним, незважаючи на те, що різниця між потенціалом анода і еміттірующей електрони катода менше іонізаційного потенціалу даного газу. У деяких випадках підрахунок ймовірності зіткнення порушеної атома з електроном призводить до мізерно малому числу іонів, що утворюються таким процесом. - багато менше спостерігається ступінчастою іонізації. [C.209]
Іншим фактором. способствуюш, їм ступінчастою іонізації. є наявність так званих метастабільних станів атома. Відповідно до теорії атома не всі переходи електрона з більш високого енергетичного рівня на більш низький можуть відбуватися шляхом випромінювання відповідного кванта світла. Деякі переходи. як виражаються в теорії атома. заборонені. Заборони фіксуються певними співвідношеннями між квантовими числами енергетичних уровнен. Рівні енергії, з яких електрон не може перейти спонтанно (шляхом випромінювання світла) ні на основний, ні на один з інших нижчих рівнів, називаються метастабільними рівнями, відповідний стан атома - метастабільним станом. а сам атом в такому стані - метастаб1иьним атомом. Для того щоб електрон все ж повернувся з метастабільного рівня иа основний рівень енергії. потрібно електрон спочатку підняти новим зіткненням першого роду або поглинанням відповідного світлового кванта на інший, більш високий рівень. з якого він може перейти безпосередньо на основний рівень з перетворенням енергії збудження атома в енергію випромінювання. Більш детальний розгляд питання про метастабільних станах в квантовій механіці показує, що спонтанний перехід з метастабільного рівня на рівень, що лежить нижче, все ж можливий, але тільки ймовірність такого переходу надзвичайно мала. переходи надзвичайно рідкісні). Наданий самому собі метастабільний атом залишається на верхньому енергетичному рівні протягом часу, багато більшого, ніж іужно для того, щоб в лабораторних умовах газового розряду атом був виведений з цього стану під дією однієї із зазначених вище причин або при взаємодії зі стінкою розрядної трубки. Тому в звичайних умовах запрещ yoнние спектральні лінії. відповідні переходам з метастабільних. станів, не можуть бути виявлені внаслідок їх вкрай малої інтенсивності. Однак не в лабораторному, а в світовому масштабі такі запрещ yoнние лінії вдається виявити. Так, в спектрах деяких туманностей зоряного неба, що представляють собою гази в дуже розрідженому стані, були виявлені доволшо яскраві лінії, які не спостерігаються, в зем- [c.210]