Закон мозли – Закон Мозли. Роль закона Мозли. Современная формулировка Периодического закона.

Закон Мозли. Роль закона Мозли. Современная формулировка Периодического закона.

Закон Мозли —закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения атома химического элемента с его порядковым номером.

Согласно Закону Мозли, корень квадратный из частоты спектральной линии характеристического излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера :

где — постоянная Ридберга, — постоянная экранирования, — главное квантовое число. На диаграмме Мозли зависимость от представляет собой ряд прямых (К-, L-, М- и т. д. серии, соответствующие значениям n = 1, 2, 3,…).

Закон Мозли явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и содействовал выяснению физического смысла .

В соответствии с Законом Мозли, рентгеновские характеристические спектры не обнаруживают периодических закономерностей, присущих оптическим спектрам. Это указывает на то, что проявляющиеся в характеристических рентгеновских спектрах внутренние электронные оболочки атомов всех элементов имеют аналогичное строение.

Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов (условно объясняемых тем, что скорости внутренних электронов сравнимы со скоростью света).

В зависимости от ряда факторов — от числа нуклонов в ядре атома (изотопический сдвиг), состояния внешних электронных оболочек (химический сдвиг) и пр. — положение спектральных линий на диаграмме Мозли может несколько изменяться. Изучение этих сдвигов позволяет получать детальные сведения об атоме

Закон мозли раскрыл физический смысл закона Менделеева, исследовал рентгеновские спектры некоторых эл-тов: квадратный корень из частоты для каждой линии спектра ентгеновских лучей есть приблизительно линейная ф-я атомного номера.

В результате появилась совр. формулировка П. з.:

св-ва элементов, а также образуемых ими простых и сложных в-в находятся в периодич. зависимости от заряда ядра.

Физический смысл закона: хим св-ва элементов с увеличением порядкового номера периодически повторяются за счет повторения электронной конфигурации внешнего энергетического уровня.

2. Особенности протекания химических реакций в растворах электролитов. Признаки протекания реакций в растворах электролитов.



Электролиты – это вещества, растворы которых обладают ионной проводимостью.

Поскольку электролиты в растворах образуют ионы, то для отражения сущности реакций часто используют так называемые ионные уравнения реакций. Написанием ионных уравнений подчёркивается тот факт, что, согласно теории диссоциации, в растворах происходят реакции не между молекулами, а между ионами.

С точки зрения теории диссоциации при реакциях между ионами в растворах электролитов возможны два исхода:

1. Образующиеся вещества – сильные электролиты, хорошо растворимые в воде и полностью диссоциирующие на ионы.

2. Одно (или несколько) из образующихся веществ – газ, осадок или слабый электролит (хорошо растворимый в воде).

Например, можно рассмотреть две реакции:

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2­, (1)

2Al + 2KOH + 6H2O = 2K[Al(OH)4] + 3H2­. (2)

В ионной форме уравнения (1) и (2) запишутся следующим образом:

2Al + 2Na+ + 2OH + 6 H2O = 2Na+ + 2[Al(OH)4] + 3H2­, (3)

2Al + 2K+ + 2OH + 6 H2O = 2K+ + 2[Al(OH)4] + 3H2­, (4)

В данном случае алюминий не является электролитом, а молекула воды записывается в недиссоциированной форме потому, что является очень слабым электролитом. Неполярные молекулы водорода практически нерастворимы в воде и удаляются из сферы реакции. Одинаковые ионы в обеих частях уравнений (3), (4) можно сократить, и тогда эти уравнения преобразуются в одно сокращённое ионное уравнение взаимодействия алюминия с щелочами:

2Al + 2OH + 6H2O = 2[Al(OH)4] + 3H2­. (5)

Очевидно, что при взаимодействии алюминия с любой щелочью реакция будет описываться уравнением (5). Следовательно, ионное уравнение, в отличие от молекулярного, относится не к одной какой-нибудь реакции между конкретными веществами, а к целой группе аналогичных реакций. В этом его большая практическая ценность и значение, например благодаря этому широко используются

качественные реакции на различные ионы.

Так, при помощи ионов серебра Ag+ можно обнаружить присутствие в растворе ионов галогенов, а при помощи ионов галогенов можно обнаружить ионы серебра; при помощи ионов бария Ba2+ можно обнаружить ионы SO2- и наоборот.



С учётом вышеизложенного можно сформулировать правило, которым удобно руководствоваться при изучении процессов, протекающих в растворах электролитов.

Реакции между ионами в растворах электролитов идут практически до конца в сторону образования осадков, газов и слабых электролитов.

Следовательно, реакции идут с образованием веществ с меньшей концентрацией ионов в растворе в соответствии с законом действующих масс. Скорость прямой реакции пропорциональна произведению концентраций ионов реагирующих компонентов, а скорость обратной реакции пропорциональна произведению концентраций ионов продуктов. Но при образовании газов, осадков и слабых электролитов ионы связываются (уходят из раствора) и скорость обратной реакции уменьшается.

3. Как можно увеличить процентное содержание аммиака в равновесной системе

N2 + 3H2 Û 2NH3 + 92,4 кДж?

——————————————————————————————————————

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 22

cyberpedia.su

Мозли закон — это… Что такое Мозли закон?

        закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен Г. Мозли в 1913. Согласно М. з., корень квадратный из частоты ν спектральной линии характеристического излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера
Z
:                  где R Ридберга постоянная, Sn постоянная экранирования, n главное квантовое число. На диаграмме Мозли (см. рис.) зависимость Z представляет собой ряд прямых (К-, L-, М- и т. д. серии, соответствующие значениям n = 1, 2, 3,…).          М. з. явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в периодической системе элементов (См. Периодическая система элементов) Д. И. Менделеева и содействовал выяснению физического смысла Z.          В соответствии с М. з., рентгеновские характеристические спектры не обнаруживают периодических закономерностей, присущих оптическим спектрам (см. Атомные спектры)
.
Это указывает на то, что проявляющиеся в характеристических рентгеновских спектрах внутренние электронные оболочки атомов всех элементов имеют аналогичное строение.

         Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов (условно объясняемых тем, что скорости внутренних сравнимы со скоростью света).

         В зависимости от ряда факторов — от числа нуклонов в ядре (изотонический сдвиг), состояния внешних электронных оболочек (химический сдвиг) и пр. — положение спектральных линий на диаграмме Мозли может несколько изменяться. Изучение этих сдвигов позволяет получать детальные сведения об атоме.

         А. В. Колпаков.

                 Диаграмма Мозли для К-, L- и М-серий характеристического рентгеновского излучения. По оси абсцисс отложен порядковый номер элемента Z, по оси ординат — с — скорость света).

dic.academic.ru

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 ${\nu }^*=\frac{1}{\lambda }$ — волновой число линий, $R=10973731\ м^{-1}$ — постоянная Ридберга, $a\ {\rm и}\ у$ некоторые постоянные, которые характеризуют серию линий рентгеновского характеристического спектра и вещество антикатода.

В частности, для длин волн $K_{\alpha }-\ $линии характеристического рентгеновского спектра закон Мозли принимает вид:

Выражение (2) можно представить в виде:

где $\sigma =1$, $m=1,\ n=2.$

Соотношение (4) сходно с формулой для длины волны линии серии Лаймана для водородоподобного иона. Отличие в том, что параметр $Z^2$, который входит в формулы серий для водородоподобных систем, в выражении (4) уменьшен на величину постоянной $\sigma $. Величина $\sigma $ 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 $K_{\alpha }$, воздействует не целиком заряд ядра ($Zq_e$), а величина $(Z-1)q_e$. То есть заряд ослаблен экранирующим действием одного электрона, который остался в слое $K$.

На рис.1 изображена диаграмма Мозли, которая отображает линейную зависимость $\sqrt{\frac{{\nu }^*}{R}}$ от номера химического элемента $Z$ для линии $K_{\alpha }$.

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.

Примеры задач

Пример 1

Какой химический элемент длину волны для линии ${\ K}_{\alpha }$ линейчатого спектра рентгеновского излучения получилась равную $72пм$? Считать постоянную $\sigma =1$.

Решение:

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

\[\frac{1}{\lambda }={R\left(Z-1\right)}^2\left(\frac{1}{1^2}-\frac{1}{2^2}\right)или\] \[\frac{1}{\lambda }={R\frac{3}{4}\left(Z-1\right)}^2\left(1.1\right),\]

где $R=10973731\ м^{-1}.$ Выразим параметр $Z$ из формулы (1.1), имеем:

\[{\left(Z-1\right)}^2=\frac{4}{3лR}\ \to Z=\sqrt{\frac{4}{3лR}}+1.\]

Проведем вычисления, если $\lambda =72пм=7,2\cdot {10}^{-11}м$:

\[Z=\sqrt{\frac{4}{3\cdot 7,2\cdot {10}^{-11}\cdot 1,1\cdot {10}^7}}+1=42\]

Ответ: $Z=42$, следовательно это молибден.

Пример 2

Какова постоянная экранирования ($\sigma $) 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:

\[\frac{1}{\lambda }={R\left(Z-\sigma \right)}^2\left(\frac{1}{m^2}-\frac{1}{n^2}\right)\left(2.1\right),\]

где $m=2,\ n=3$, так как образуется $L_{\alpha }$ — линия. Тогда упростим формулу (2.1) до выражения:

\[\frac{1}{\lambda }=\frac{5}{36}{R\left(Z-\sigma \right)}^2\left(2.2\right).\]

Выразим из формулы (2.2) постоянную экранирования:

\[{\left(Z-\sigma \right)}^2=\frac{36}{5лR}\ \to \sigma =Z-\sqrt{\frac{36}{5\lambda R}.}\]

Проведем вычисления, учитывая, что $\lambda =140пм=1,4\cdot {10}^{-10}м,\ R=10973731\ м^{-1}$:

\[\sigma =74-\sqrt{\frac{36}{5\cdot 1,4\cdot {10}^{-10}\cdot 1,1\cdot {10}^7}}\approx 5,62.\]

Ответ: $\sigma =5,62.$

spravochnick.ru

Мозли закон

        закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен Г. Мозли в 1913. Согласно М. з., корень квадратный из частоты ν спектральной линии характеристического излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера Z:

                 где R Ридберга постоянная, Sn постоянная экранирования, n главное квантовое число. На диаграмме Мозли (см. рис.) зависимость Z представляет собой ряд прямых (К-, L-, М- и т. д. серии, соответствующие значениям n = 1, 2, 3,…).

         М. з. явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в периодической системе элементов (См. Периодическая система элементов) Д. И. Менделеева и содействовал выяснению физического смысла Z.

         В соответствии с М. з., рентгеновские характеристические спектры не обнаруживают периодических закономерностей, присущих оптическим спектрам (см. Атомные спектры). Это указывает на то, что проявляющиеся в характеристических рентгеновских спектрах внутренние электронные оболочки атомов всех элементов имеют аналогичное строение.

         Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов (условно объясняемых тем, что скорости внутренних сравнимы со скоростью света).

         В зависимости от ряда факторов — от числа нуклонов в ядре (изотонический сдвиг), состояния внешних электронных оболочек (химический сдвиг) и пр. — положение спектральных линий на диаграмме Мозли может несколько изменяться. Изучение этих сдвигов позволяет получать детальные сведения об атоме.

         А. В. Колпаков.

                 Диаграмма Мозли для К-, L- и М-серий характеристического рентгеновского излучения. По оси абсцисс отложен порядковый номер элемента Z, по оси ординат — с — скорость света). Поделитесь на страничке

slovar.wikireading.ru

МОЗЛИ ЗАКОН — это… Что такое МОЗЛИ ЗАКОН?

  • Мозли закон — Закон Мозли закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен Генри Мозли в 1913. Формулировка закона Мозли Согласно Закону Мозли …   Википедия

  • МОЗЛИ ЗАКОН — линейная зависимость квадратного корня из частоты характеристического рентгеновского излучения от атомного номера хим. элемента. Закон Мозли позволяет однозначно установить атомные номера всех химических элементов. Открыт Г. Мозли в 1913 …   Большой Энциклопедический словарь

  • Мозли закон — линейная зависимость квадратного корня из частоты характеристического рентгеновского излучения от атомного номера химического элемента. Установлен экспериментально Г. Мозли в 1913. Закон Мозли  основа рентгеновского спектрального анализа. * * *… …   Энциклопедический словарь

  • Мозли закон —         закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен Г. Мозли в 1913. Согласно М. з., корень квадратный из частоты ν… …   Большая советская энциклопедия

  • МОЗЛИ ЗАКОН — линейная зависимость квадратного корня из частоты характеристического рентгеновского излучения от атомного номера хим. элемента. Установлен экспериментально Г. Мозли в 1913. М. з. основа рентгеновского спектрального анализа …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Закон Мозли — Закон Мозли  закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения атома химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен английским физиком Генри Мозли в 1913 году. Формулировка …   Википедия

  • Мозли Генри Гвин Джефрис — Мозли (Moseley) Генри Гвин Джефрис (23.11.1887, Уэймут, Англия, 10.8.1915, Галлиполи, ныне Гелиболу, Турция), английский физик. Окончил Оксфордский университет (1910). В 1910 14 работал в Манчестерском, а затем Оксфордском университетах. В… …   Большая советская энциклопедия

  • Мозли — (Moseley)         Генри Гвин Джефрис (23.11.1887, Уэймут, Англия, 10.8.1915, Галлиполи, ныне Гелиболу, Турция), английский физик. Окончил Оксфордский университет (1910). В 1910 14 работал в Манчестерском, а затем Оксфордском университетах. В… …   Большая советская энциклопедия

  • Мозли — Мозли, Генри Генри Мозли Henry Moseley Дата рождения: 23 ноября 1887( …   Википедия

  • Мозли, Генри — Генри Мозли Henry Moseley Дата рождения …   Википедия

  • dic.academic.ru

    Физика. — Закон Мозли

    Закон Мозли — закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен Генри Мозли в 1913.

    Формулировка закона Мозли

    Согласно Закону Мозли, корень квадратный из частоты ν спектральной линии характеристического излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера Z:

    где R — постоянная Ридберга, Sn — постоянная экранирования, n — главное квантовое число. На диаграмме Мозли зависимость от Z представляет собой ряд прямых (К-, L-, М- и т. д. серии, соответствующие значениям n = 1, 2, 3,…).

    Закон Мозли явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и содействовал выяснению физического смысла Z.

    В соответствии с Законом Мозли, рентгеновские характеристические спектры не обнаруживают периодических закономерностей, присущих оптическим спектрам (см. Атомные спектры). Это указывает на то, что проявляющиеся в характеристических рентгеновских спектрах внутренние электронные оболочки атомов всех элементов имеют аналогичное строение.

    Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов (условно объясняемых тем, что скорости внутренних сравнимы со скоростью света).

    В зависимости от ряда факторов — от числа нуклонов в ядре (изотонический сдвиг), состояния внешних электронных оболочек (химический сдвиг) и пр. — положение спектральных линий на диаграмме Мозли может несколько изменяться. Изучение этих сдвигов позволяет получать детальные сведения об атоме.

    fizika.my1.ru

    Закон Мозли — это… Что такое Закон Мозли?

    Закон Мозли — закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения атома химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен английским физиком Генри Мозли в 1913 году.

    Формулировка закона Мозли

    Согласно Закону Мозли, корень квадратный из частоты спектральной линии характеристического излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера :

    где — постоянная Ридберга, — постоянная экранирования, — главное квантовое число. На диаграмме Мозли зависимость от представляет собой ряд прямых (К-, L-, М- и т. д. серии, соответствующие значениям n = 1, 2, 3,…).

    Закон Мозли явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и содействовал выяснению физического смысла .

    В соответствии с Законом Мозли, рентгеновские характеристические спектры не обнаруживают периодических закономерностей, присущих оптическим спектрам. Это указывает на то, что проявляющиеся в характеристических рентгеновских спектрах внутренние электронные оболочки атомов всех элементов имеют аналогичное строение.

    Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов (условно объясняемых тем, что скорости внутренних электронов сравнимы со скоростью света).

    В зависимости от ряда факторов — от числа нуклонов в ядре атома (изотопический сдвиг), состояния внешних электронных оболочек (химический сдвиг) и пр. — положение спектральных линий на диаграмме Мозли может несколько изменяться. Изучение этих сдвигов позволяет получать детальные сведения об атоме.

    Изучение закона Мозли

    Учебные лабораторные установки по атомной физике для изучения закона Мозли

    biograf.academic.ru

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *