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4.1 碱金属原子的光谱一、碱金属原子的光谱各个碱金属原子的光谱具有相似的结构,光谱线也类似于氢原子光谱,可分成几个线系,一般观察到的有四个线系,分别称为主线系、第一辅线系(或称漫线系、第二辅线系(或称锐线系)和柏格曼系(基线系)。(1)主线系(the principal series):谱线最亮,波长的分布范围最广,第一呈红色,其余均在紫外。(2)第一辅线系(漫线系the diffuse series):在可见部分,其谱线较宽,边缘有些模糊而不清晰,故又称漫线系。(3)第二辅线系(锐线系the sharp series):第一条在红外,其余均在可见区,其谱线较宽,边缘清晰,故又称锐线系。锐线系和漫线系的系限相同,所以均称为辅线系。(4)柏格曼系(基线系the fundamental series):波长较长,在远红外区,它的光谱项与氢的光谱项相差很小,又称基线系。二、线系公式H原子光谱:当时,系限。里德伯研究发现,与氢光谱类似,碱金属原子的光谱线的波数也可以表示为二项之差: 碱金属原子的里德伯公式、:有效量子数。当时,系限。1有效量子数H原子:主量子数n是整数碱金属原子:、不是整数有效量子数2量子数亏损、和整数之间有一个差值,用表示, 量子数亏损与无关,与有关,大,小,0、1、2、33光谱项,4电子状态符号电子状态用量子数、描述对一定的,=0、1、2-1,共个值。对一定的,=0、1、2,共2+1个值。=0、1、2、3、4 s、p、d、f、g表4.1列出了从锂原子的各个线系算出的、以及,从表中可以看出:(1) 一般略小于,只有个别例外。(2) 同一线系的差不多相同,即相同的大概相同。(3) 不同线系的不同,且愈大,愈小。(4) 每个线系的系限波数恰好等于另一个线系的第二项的最大值。总结以上所述,锂原子的四个线系,可用下列公式表示:主线系: 第一辅线系:第二辅线系:柏格曼系:对钠原子光谱,也有同样形式的四个线系公式:主线系: 第一辅线系:第二辅线系:柏格曼系:三、锂原子的能级图1碱金属原子的能量与n、l两个量子数有关,表示为。一个n,对应n个能级。而且2锂原子基态:2s, 第一激发态:2p,电离电势: 第一激发电势:例:已知钾原子基态为4s,其共振线(主线系第一条谱线)波长为766.5nm,主线系线系限为285.8nm,试求:(1)4s、4p
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