Ատոմային սպեկտրներ

**Ատոմային սպեկտրներ**, օպտիկական սպեկտրներ (կլանման կամ առաքման), որոնք ստացվում են, երբ ազատ կամ թույլ կապված ատոմները լույս (էլեկտրամագնիսական ալիքներ) են կլանում կամ առաքում։ Ատոմային սպեկտրները բաղկացած են առանձին նեղ սպեկտրային գծերից, որոնցից յուրաքանչյուրը բնութագրվում է ալիքի \lambda երկարությամբ (սովորաբար արտահայտվում է անգստրեմներով), \nu= \frac{c}{\lambda}վրկ^{-1} հաճախականությամբ (c-ն լույսի արագությունն է) կամ \bar \nu= \frac{1}{\lambda}սմ^{-1} ալիքային թվով։

Մենդելեևի պարբերական համակարգի յուրաքանչյուր տարր ունի որոշակի բնութագրական սպեկտր։ Տվյալ քիմիական տարրի համար կարող են դիտվել ինչպես չեզոք ատոմի, այնպես էլ իոնացած ատոմի սպեկտրներ։ Չեզոք ատոմի սպեկտրը սպեկտրասկոպիայում նշանակվում է հռոմեական I թվանշանով, իոնացած ատոմինը՝ II, III ևն թվանշաններով՝ իոնացման աստիճանին համապատասխան։ Ամենապարզ ատոմային սպեկտրները ջրածնի ատոմի և ջրածնանման իոնների սպեկտրներն են։ Այս սպեկտրները բաղկացած են օրինաչափորեն դասավորված գծերի խմբերից, որոնք կազմում են, այսպես կոչված *սպեկտրային սերիաներ*։ 

Սերիայում գծերի միջակայքերը նվազում են դեպի կարճ ալիքների կողմը և զուգամիտում ատոմի իոնացման սահմանին (սերիայի սահմանին)։ Ջրածնի ատոմի սպեկտրի սերիաներն արտահայտվում են Բալմերի բանաձևով՝ 
:\bar\nu = R\left(\frac{1}{n^2}-\frac{1}{m^2}\right),
որտեղ R= 109737,3 սմ^{-1} և կոչվում է Ռիդբերգի հաստատուն, n–ը ամբողջ թիվ է և ընդունում է 1-ից 6 արժեքներ՝ յուրաքանչյուր դեպքում բնորոշելով որոշակի սերիա (Լայմանի, Բալմերի, Պաշենի, Բրեկետի, Պֆաունդի և Համֆրիի սերիաներ), m-ը n–ից մեծ ամբողջ թիվ է․ m-ին արժեքներ տալով՝ ստացվում են տվյալ սերիայի սպեկտրային գծերը։ Համեմատաբար պարզ ատոմային սպեկտրներ ունեն նաև ալկալիական մետաղների ատոմները, որոնց արտաքին էլեկտրոնային թաղանթում կա մեկ էլեկտրոն։ Դրանց սպեկտրային գծերը նույնպես խմբավորվում են ըստ սպեկտրային սերիաների։ Մյուս քիմիական տարրերի ատոմային սպեկտրները շատ բարդ են, և դժվար է առանձնացնել պարզ սերիաներ, սակայն այս դեպքում ևս հնարավոր է հայտնաբերել որոշակի օրինաչափություններ։ Բոլոր դեպքերում սպեկտրային գծերի ալիքային թվերը կարելի է հաշվել երկու մեծությունների տարբերության միջոցով, ինչպես վերը բերված բանաձևում, այդ մեծությունները կոչվում են *սպեկտրային թերմեր*։ Մանրակրկիտ հետազոտությունները ցույց են տվել, որ ատոմային սպեկտրների գծերն ունեն մուլտիպլետային բնույթ՝ կազմված են հաճախականությունների մոտ արժեքներով մի քանի բաղադրիչներից (սպեկտրի նուրբ կառուցվածք)։ Պարզվել է նաև, որ գոյություն ունեն միմյանց ավելի մոտ դասավորված բաղադրիչներ (սպեկտրի գերնուրբ կառուցվածք)։ 

Ատոմային սպեկտրների օրինաչափությունները բացատրվում են միայն քվանտային մեխանիկայի օգնությամբ։ Ըստ քվանտային տեսության, ատոմը մի էներգիական մակարդակից (E_n) մի այլ մակարդակի (E_m) անցնելիս, ճառագայթում (կլանում) է ֆոտոն՝ h \nu=(E_n)-(E_m) (h–ը Պլանկի հաստատունն է)։ Ջրածնի ատոմում վիճակի (մակարդակի) էներգիան որոշվում է (E_n)=\frac{2\pi Me^4}{h^2}\frac{1}{n^2} բանաձևով, որտեղ M-ը և e-ն էլեկտրոնի զանգվածն ու լիցքն են, n–ը ամբողջ թիվ է (գլխավոր քվանտային թիվ)։ Ռիդբերգի հաստատունը կարելի է արտահայտել ատոմային հաստատունների օգնությամբ․ R=\frac{2\pi^2 Me^4}{ch^3}: Ավելի բարդ ատոմների վիճակների էներգիան կախված է ոչ միայն գլխավոր քվանտային թվից, այլև ուղեծրային քվանտային թվից (l), սեփական մոմենտի քվանտային թվից (s), լրիվ մոմենտի քվանտային թվից (j=1+s)։ Ատոմային սպեկտրները դասակարգվում են ջոկման կանոնների օգնությամբ, որոնցով որոշվում են, թե ինչպիսի անցումներ են հնարավոր ատոմներում։ Ատոմային սպեկտրների նուրբ կառուցվածքը էլեկտրոնի սեփական մագնիսական մոմենտի և ուղեծրային մագնիսական մոմենտի փոխազդեցության հետևանք է, իսկ գերնուրբ կառուցվածքը՝ ատոմի միջուկի մագնիսական մոմենտի և էլեկտրոնի մագնիսական դաշտի փոխազդեցության հետևանք։ Ատոմային սպեկտրների վրա էական ազդեցություն են ունենում արտաքին մագնիսական և էլեկտրական դաշտերը։ Սպեկտրային գծերը տրոհվում են բաղադրիչների թե՛ մագնիսական (Զեեմանի երևույթ), թե՛ էլեկտրական (Շտարկի երևույթ) դաշտում։

## Տես նաև
* Սպեկտրային վերլուծություն
* Կլանման սպեկտր

## Գրականություն
* Ельяшевич М․ А․, Атомная и молекулярная спектроскопия, М․, 1962․

Կատեգորիա:Սպեկտրասկոպիա
Կատեգորիա:Անալիտիկ քիմիա
Կատեգորիա:Աստղաֆիզիկա