Страница:БСЭ-1 Том 04. Атоллы - Барщина (1926)-1.pdf/23

Эта страница не была вычитана

группа из двух орбит окружает ядро с зарядом в 88 элементарных зарядов. Из приведенных выше формул для радиуса, скорости и энергии мы можем видеть, что с увеличением атомного номера радиус внутренних электронных орбит убывает, а скорость и энергия сильно увеличиваются по абсолютной величине. Т. к. число колебаний испускаемого света определяется разностью энергий при переходе электрона в том же А. с одной орбиты на другую, то очевидно, что внутренние электроны тяжелых А. будут испускать лучи большей частоты, чем электроны легких А. Эти лучи уже не ощутимы глазом; они представляют собою рентгеновы лучи. Частота их тем больше, чем выше атомный номер; она приблизительно пропорциональна квадрату номера элемента.

Т. к. заряд ядра растет непрерывно от элемента к элементу, то здесь не обнаруживается никаких периодических изменений, свойственных внешним электронным группам.

Эти свойства рентгеновых лучей и были действительно обнаружены измерениями Мозелея.

вещества диамагнитны. В несимметричных же атомах такой компенсации нет, А. обладает магнитным моментом и вещество оказывается парамагнитным. Таковы, напр., группы элементов 8  — го столбца: железо, кобальт, нйккель, палладий, родий, платина и т. п., а также вся группа редких земель.

Магнитные моменты отдельных А., измеренные непосредственно Штерном и Герлахом, оказались в очень хорошем согласии с теми, к-рые вытекают из теории Бора. Однако, точное вычисление магнитных свойств тела из модели А. в настоящее время еще не. вполне достигнуто.

Модель А., созданная Бором, не только качественно, но часто и количественно, точно предсказывает самые разнообразные свойства его (оптические, электрические, магнитные и химические), исходя из движения электронов по квантовым орбитам. Совпадения с опытом так замечательны, что модель Бора сделалась исходной точкой для изучения явлений физики и химии.

Внутри А. имеются уже вполне законченные симметричные слои электронов, к-рые не могут вместить лишних электронов. Поэтому для испускания рентгеновых лучей необходимо, чтобы электрон был предварительно удален с одной из внутренних орбит.

Тогда при возвращении его обратно с более отдаленной возбужденной орбиты или извне изменяется энергия и излучаются рентгеновы лучи соответствепного числа колебаний (формула IV). В тяжелых элементах имеется несколько внутренних слоев электронов.

При возвращении электрона на самый внутренний, ближайший к ядру слой, испускаются лучи наибольшей частоты, образующие т. н. рентгенову серию К. При возвращении на следующий, второй, слой испускается серия L; третий слой дает серию М и т. д. Каждая серия состоит из нескольких частот, в зависимости от того, с какой орбиты электрон возвращается на данную.

Значительно менее полны наши сведения о положительном ядре А., в к-ром сосредоточена почти вся масса А. и от заряда к-рого зависят число и расположение окружающих его электронов, а следовательно и химич. индивидуальность элемента. При явлениях радиоактивности из состава ядра вылетают с большими скоростями а-частицы, представляющие собою ядра А. гелия с двойным положительным зарядом, /3  — частицы, или электроны, и 7  — лучи, к-рые представляют собою те же рентгеновы лучи, но только еще большей частоты колебаний. Спектры этих 7  — лучей показывают, что и внутри ядра существует аналогичный рассмотренному уже нами для внешних электронов квантовый механизм движения. В частности, и для излучения внутри ядра справедливо то же соотношение (Ш), определяющее число колебаний v из разности энергий на двух орбитах.

Резерфорд обнаружил, что под влиянием удара быстрых а-частиц из ядер более легких элементов (не тяжелее фосфора) выбрасываются входившие, очевидно, в их состав ядра водорода. Астон показал, что все элементы, атомный вес к-рых выражается не целым числом, представляют собою смесь двух, трех или большего числа (до 6) различных А., каждый из к-рых обладает целым атомным весом. Ядра всех этих А. имеют, однако, одинаковые заряды, и поэтому такие А. с одинаковым зарядом, но разным атомным весом неразличимы по своим физико-химич. свойствам. Такие А. называются изотопами (см.). Происхождение их не трудно понять. Как показали явления радиоактивности и опыты Резерфорда, в состав положительного ядра входят не только положительно заряженные ядра гелия и водорода, но и отрицательные электроны. Заряд ядра является, т. о., алгебраической суммой составляющих его положительных и отрицательных зарядов, между тем как масса складывается из всех составных частей. Поэтому тот же заряд ядра может быть составлен из большого числа положительных ядер ц

Работа, к-рую необходимо затратить, чтобы вырвать электрон с одной из внутренних орбит, тем больше, чем ближе орбиты к ядру А. и чем больше заряд ядра (т. — е. помер элемента). Эту работу может сообщить либо проходящий вблизи электрон, обладающий достаточной энергией, либо же поглощаемые А. рентгеновы лучи. Если поглощаемые лучи обладают числом колебаний v, то электрон получает всегда энергию Av. Поэтому данный внутренний электрон может поглощать только такие лучи, для которых Av больше или равна работе вырывания; лучи меньшей частоты поглощаться не будут. И действительно, поглощение рентгеновых лучей резко возрастает, когда частота достигает этого предела.

Наиболее симметрично построены А. благородных газов. Среди других же элементов появляются слои электронов не вполне симметричные, в особенности при переходе от элементов с меньшей степенью симметрии к большей (напр., при образовании из 2 групп по 4 электрона более тяжелых А., в к-рых встречаются 3 группы орбит по 6 в каждой или 4 по 8). Отсутствие симметрии в таких промежуточных элементах сказывается в их магнитных свойствах (см. Магнетизм). Каждая электронная орбита обладает магнитным моментом. В атомах симметричных моменты отдельных орбит друг друга компенсируют, так что А. в целрм це обладает моментом, — такие

Строение ядра атома.