Большая техническая энциклопедия
2 4 7
D L N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
К- КА КБ КВ КЕ КИ КЛ КО КП КР КС КУ КЫ

К-оболочка

 
К-оболочки при температурах Т - 1 кэВ, находятся существенно ближе друг к другу. Сдвиг положения осцилляции на адиабате КЗИ по отношению к осцилля-циям адиабаты ХФС, по-видимому, обусловлен тем, что в КЗИ при расчетах по модели Саха используется некоторое приближение для снижения потенциалов ионизации при высоких температурах, в то время как в модели ХФС такое снижение получается без каких либо дополнительных предположений.
К-оболочку атома, соответствующую завершению первого периода периодической системы Менделеева.
Четыре из них занимают К-оболочки атомов азота, и 10 валентных электронов расселяются на молекулярных орбиталях.
Вероятность поглощения рентгеновского фотона в газовом объеме пропорционального счетчика с аргоновым наполнением без учета поглощения в окне. ag - сечение фотоэлектрического поглощения, tg - толщина слоя газа.| Вероятность поглощения рентгеновского фотона в газовом объеме пропорционального счетчика ( с окном из органического материала, такого, как майлар. Рассмотрим процесс поглощения на К-оболочки атомов различных материалов.
Чаще всего захватывается электрон К-оболочки.
Если L-электрон переходит на К-оболочку, заполняя образовавшееся в ней свободное место, то при этом возникает рентгеновское излучение, принадлежащее к К-серии, так как электрон возвращается на К-оболочку.
Чаще в-сего захват происходит с К-оболочки и потому процесс называется / ( - захватом, но он возможен и для других оболочек.
Множитель 2 учитывает два электрона в К-оболочке атома.
Радиоактивное превращение, сопровождающееся захватом электрона с К-оболочки ( оболочка ближе всего расположенная от ядра), называется Я-захва-том; в результате / ( - захвата положительный заряд ядра уменьшается на единицу, порядковый номер в периодической системе также уменьшается на единицу.
У гелия, второго по порядку элемента, К-оболочка заполнена, поэтому атом гелия очень стабилен и не склонен к рекомбинации с другими атомами. Начиная с атома лития происходит заполнение L-оболочки.
Гелий ( Z 2) имеет два электрона на К-оболочке; они оба заселяют s - подоболочку; их спины антипараллельны. ЙГ-оболочка, полностью заполнена, что придает гелию исключительную химическую инертность. Гелием, электронная конфигурация которого соответствует насыщению ЛГ-оболочки, заканчивается первый период.
Как видно из этой записи, у атома Не заполнена К-оболочка, у атома Ne-L - оболочка.
Причина такого поведения Li - интенсивное силовое поле 1Л - иона ( К-оболочки) - ясна.

Если теперь прибавить третий электрон, то ему не найдется места в К-оболочке, и он должен поселиться на L-оболочке, Подсчитаем число мест - в L-аболочке.
Фотоэффект, у-квант проникает в оболочку атома и выбивает электроны, чаще всего из К-оболочки.
Так, у атома водорода, находящегося в I периоде, внешней орбитой является К-оболочка, которая может содержать максимально 2 электрона ( Is2); поэтому атом водорода не может участвовать в образовании более одной ковалентной ( двухэлектронной) связи. Атомы III и IV периодов могут иметь на внешней оболочке больше 8 электронов.
Допустим, что этого вполне достаточно, чтобы за счет перехода с L-оболочки на К-оболочку обнаружилась разница масс порядка 10 - 36, если бы она существовала.
С-захват - радиоактивное превращение, при котором ядро тяжелого элемента захватывает электрон из ближайшей к ядру оболочки ( К-оболочки) своего атома.
При таком ядерном превращении происходят захват ядром одного электрона из окружающего ядро электронного облака ( из ближайшей к ядру К-оболочки) и соединение этого электрона с протоном с образованием нейтрона.
ЕК - Ец) - есть величина энергии, которая освобождается при переходе электрона из Li-оболочки в дырку на К-оболочке, а вылетающий электрон использует из нее ьз з на преодоление своей собственной энергии связи.
Атом углерода, имеющий только четыре электрона на внешней оболочке, способен объединяться с атомами водорода, заполняя тем самым К-оболочки этих атомов и одновременно свою L-оболочку взятыми в аренду четырьмя электронами атомов водорода.
Процесс К-захвата приводит к эмиссии характеристических рентгеновских лучей из дочернего Ni, потому что электроны из внешних оболочек переходят на освободившееся место в К-оболочке, откуда теряется электрон при К-захвате. Эмиссия рентгеновских лучей, как найдено, имеет тот же самый период полураспада ( Ti / 2 12 8 час. Использование таких индикаторов в биологии является вполне допустимым, потому что наблюдается один и тот же распад, независимо от того, какой вид излучения измеряется.
Для легких элементов ( с атомным номером Z 20) Оже-эмис-сия является более вероятной, чем эмиссия рентгеновских лучей, если дырка создается в К-оболочке, Для Z 15 вероятность Оже-процесса с начальным состоянием в К-оболочке становится пренебрежимо малой. Для более высоких Z Оже-процессы доминируют, если дырки были созданы в других атомных оболочках. Таким образом, если первичный электронный пучок имеет энергию ниже 100 эВ, то будут преобладать Оже-процессы. Высокая вероятность Оже-эмиссии в сочетании с высокой плотностью потока падающих электронов, легко достижимой на практике, оказались теми факторами, которые способствовали появлению Оже-электронной спектроскопии ( ОЭС), которая оказалась чрезвычайно чувствительным методом химического анализа поверхности и получила широкое распространение.
Ядро, которое должно выбросить позитрон при отсутствии необходимой энергии, может уменьшить свой положительный заряд путем захвата орбитального электрона ближайшей внутренней электронной оболочки - К-оболочки. Этот процесс К-захвата может итти и в том случае, если для испускания позитрона имеется достаточно энергии.
В молекуле СН4 атомы водорода имеют в своих оболочках только по два электрона, но это в действительности соответствует октету в других атомах, поскольку К-оболочка может содержать только два электрона и соответствующий благородный газ имеет на внешней оболочке только два электрона.
Схема - распада ядра 81Ро из основного и возбуж. В круг р-распадных явлений входит также электронный захват ( часто называемый также К-захватом), при котором ядро поглощает один из электронов атомной оболочки ( обычно из К-оболочки, чем и объясняется происхождение второго термина), испуская нейтрино.
Если L-электрон переходит на К-оболочку, заполняя образовавшееся в ней свободное место, то при этом возникает рентгеновское излучение, принадлежащее к К-серии, так как электрон возвращается на К-оболочку.

Первая реакция (10.4.1) есть наиболее распространенный в природе бета-минус распад, вторая (10.4.2) - позитронный или бета-плюс распад, третья (10.4.3) - электронный захват или К-захват, при котором один из электронов внутренней К-оболочки захватывается ядром. Спонтанный К-захват и позитронный распад сопровождаются рождением электронного нейтрино.
В настоящее время известны следующие виды радиоактивных превращений: ос-распад с испусканием ядер гелия; - распад с испусканием электронов и позитронов; захват ядром электрона с одной из оболочек собственного атома ( обычно К-оболочки); самопроизвольное ( спонтанное) деление некоторых тяжелых ядер на два близких по массе осколка.
Для легких элементов ( с атомным номером Z 20) Оже-эмис-сия является более вероятной, чем эмиссия рентгеновских лучей, если дырка создается в К-оболочке, Для Z 15 вероятность Оже-процесса с начальным состоянием в К-оболочке становится пренебрежимо малой. Для более высоких Z Оже-процессы доминируют, если дырки были созданы в других атомных оболочках. Таким образом, если первичный электронный пучок имеет энергию ниже 100 эВ, то будут преобладать Оже-процессы. Высокая вероятность Оже-эмиссии в сочетании с высокой плотностью потока падающих электронов, легко достижимой на практике, оказались теми факторами, которые способствовали появлению Оже-электронной спектроскопии ( ОЭС), которая оказалась чрезвычайно чувствительным методом химического анализа поверхности и получила широкое распространение.
К-оболочек атомов N в молекуле N2) находятся на атомных орбитах и лишь валентные электроны - на молекулярных орбитах. В случае многоатомных молекул с локализованными связями каждая связь может быть описана как образованная парой электронов на молекулярной орбите, охватывающей два атома. При делокализованных связях молекулярные орбиты охватывают несколько атомов. С, остальные электроны образуют локализованные связи. Расчет энергии систем с большим числом подвижных ( делокализованных) электронов выполняется по методу, МО-ЛКАО проще, нем по методу, валентных связей.
При р - - распаде в ядре происходит превращение одного нейтрона в протон, а при Р - распаде - превращение одного протона в нейтрон. Наиболее вероятен захват электрона из К-оболочки ( см. Атом), называемый К-захватом.
Полные ширины Г протов-но-нестабильных состояний находят по спектру квантов характеристического рентг. При К-захвате электрона ядром в К-оболочке образуется вакансия.
Относительный вклад в сечение за счет фотоэффекта на L -, М - и других оболочках невелик. Сечение фотоэффекта на L-оболочке составляет - 20 % от величины сечения на К-оболочке, а на М - оболочке - 5 % сечения на К-оболочке.
Атомы, входящие в состав химического соединения, имеют во внешней электронной оболочке количество электронов, характерное для атома инертного газа соответствующего периода таблицы Менделеева. Так, у атома водорода, находящегося в I периоде, внешней орбитой является К-оболочка, содержащая максимально 2 электрона ( Is2), и поэтому атом водорода не может образовать более одной ковалентной связи. Атомы элементов, находящихся во II периоде - В, С, N, О и F, могут иметь на внешней оболочке ( L-оболочка) не больше 8 электронов ( 2 &2, 2 рв) и, следовательно, максимум четыре электронные пары. Атомы III и IV периодов при образовании кова-лентных связей могут иметь на внешней оболочке больше 8 электронов.
Мезоатомы могут возникать и при захвате л - - мезонов на воровские орбитали. В отличие от ц - - мезона я - - мезон быстро захватывается ядром с К-оболочки.
Рассмотрим простейший случай молекулы, в которой изучаемый атом или ион имеет структуру благородного газа и не относится к переходным элементам с дефектами в строении электронных оболочек. В этом случае система, образующаяся в процессе рентгеновского поглощения, состоящая из вырванного из К-оболочки электрона и взаимодействующего с ним ядра атома, окруженного устойчивой электронной оболочкой, может приближенно рассматриваться как водородоподобный атом и относительно просто поддается расчету. Для проверки выводов теории можно воспользоваться экспериментальными данными, относящимися к К-краям поглощения благородных газов, которые в настоящий момент достаточно хорошо изучены.
Испускание электронов или позитронов характерно для искусственных радиоактивных элементов; вместе с тем они подвержены также распадам и других типов. В некоторых случаях ядро может захватывать электрон с ближайшей к ядру ls - орбитали, которую часто называют К-оболочкой. Это явление называется К-захватом. Добавление одного электрона к ядру уменьшает атомный номер на одну единицу, превращая элемент в его ближайшего левого соседа по периодической таблице Менделеева. Освобождающееся при этом на электронной орбитали место заполняется другими орбитальными электронами, причем в течение всех этих перемещений электронов испускаются рентгеновские лучи. Испускание улучей вслед за испусканием частиц, захватом электрона или некоторыми другими ядерными процессами позволяет ядру освободиться от излишков энергии и обрести стабильность.
Особенно велико расхождение между теорией и экспериментом в области, близкой к границе поглощения, отвечающей малой кинетической энергии фотоэлектронов. В этой области кинетическую энергию К-электрона, вырванного из атома, нельзя считать намного большей, чем энергия ионизации электрона в К-оболочке атома, и основная теоретическая предпосылка, определяющая возможность апроксимации волновой функции электрона в металле плоской волной, оказывается невыполненной. Впрочем, последняя теория достаточно хорошо согласуется с экспериментом ( как это следует из рис. 38) на всем протяжении спектра, включая и ту, удаленную от скачка поглощения область энергий, в которой, казалось бы, должны сказаться преимущества теории Блохинцева и Гальперина.
В противоположность этому в комплексе [ Ni ( GN) 4 ] - -, в котором в связь вовлекаются более глубокие Зй-электроны атома, 4 / - оболочка центрального атома в соединении электронами не заполняется. Одна треть 4р - у ровней остается свободной и в случае поглощения рентгеновских лучей комплексом может быть заполнена электронами, вырванными из К-оболочек атома никеля.
Структура рентгеновского края поглощения на значительном его протяжении может быть наиболее достоверно объяснена на основе теории ближнего порядка, рассматривающей поглощение рентгеновских лучей в металлах ( как и в молекулах) как атомный процесс и связывающей появление небольших флюктуации вдали от границы края поглощения с определяющим влиянием ближайшего окружения поглощающего атома. Еще в большей мере это относится к структуре основного края поглощения, к области частот, соответствующих очень малым кинетическим энергиям вырванных из К-оболочки атомов фотоэлектронов. В этой области возмущающее поле соседних атомов решетки относительно невелико, и особенностп электронного строения изучаемого атома в соединении или сплаве приобретают решающее значение в ходе поглощения рентгеновских лучей.
Упомянем еще об одной реакции, вызываемой слабыми взаимодействиями, а именно, о захвате отрицательных мюонов ядрами. Такой мюон, попадая в вещество, легко ( ему не мешает принцип Паули) проникает сквозь электронные оболочки атома и садится на свою собственную К-оболочку, радиус которой в двести раз меньше радиуса соответствующей электронной оболочки за счет большей массы мюона. В результате мюон оказывается в непосредственной окрестности ядра и проводит внутри него заметную долю своего времени.

Относительный вклад в сечение за счет фотоэффекта на L -, М - и других оболочках невелик. Сечение фотоэффекта на L-оболочке составляет - 20 % от величины сечения на К-оболочке, а на М - оболочке - 5 % сечения на К-оболочке.
Варианты нагружения цев оболочек. Во втором рассмотренном выше случае ( 72.0, Р О, 2 0) первые два слагаемых в формуле (9.25) соответствуют нагружению, полученному суммированием вариантов А и В. Такое нагружение получится, если суммарный вектор усилий qz заменить приложенными к оболочке 2 силами l / 4Pi, как показано для варианта А, и уравновесить их усилиями PI, приложенными к-оболочке 1 сверху.
Если принимать ширину линий у равной сумме ширин соответствующих уровней перехода, то нетрудно составить систему уравнений, решение которой дает возможность вычислить, например, ширину К-состояния в атоме и оценить таким образом время жизни атома в состоянии с удаленным из его К-оболочки электроном. Подобная программа действий, основанная на знании ширины других линий К -, L-и М - серий, включающих указанную группу уровней атома в качестве начальных или конечных уровней перехода, действительно часто приводит к цели в тех случаях, когда эти уровни не оказываются периферийными уровнями металлического атома, подвергающимися значительной деформации. Примерами в этом смысле могут служить серебро и некоторые другие, более тяжелые элементы.
Как было показано в [41], при адиабатическом сближении тяжелых яде. К-оболочке, с большей вероятностью возникает состояние, соответствующее свободной - оболочке объединенного ядра.
Явление электронного захвата как бы противоположно / р-распаду. Оно заключается в самопроизвольном поглощении орбитального электрона ядром атома. Обычно происходит поглощение электрона с ближайшей к ядру К-оболочки. Отсюда данный процесс называют К-захватом. При электронном захвате атомный номер элемента ( Z) уменьшается на единицу, и новый элемент займет место в таблице Д. И. Менделеева на одну клетку левее. Среди естественных неустойчивых изотопов существуют такие, которые одновременно испытывают р-распад и К-захват.
Испускание электрона конверсии, так же как и / ( - захват, приводит к образованию атома с недостающим электроном в одной из электронных оболочек. При последующем заполнении пустого места в электронной оболочке испускается характеристическое рентгеновское излучение данного элемента. Поскольку наиболее вероятным является нахождение близ ядра электронов К-оболочки, обычно поглощаются именно эти электроны. Поэтому этот процесс называют / ( - захватом, хотя в действительности в нем могут участвовать также электроны L - и М - оболочек. В случае электронов внутренней конверсии характеристическое излучение соответствует тому возбужденному ядру, которым эти электроны испускаются. Наблюдая определенное характеристическое излучение, можно указать, какому элементу соответствует электрон конверсии. Этим методом было впервые обнаружено несомненное существование изомерных переходов.
Исходя лишь из известных видимых и ультрафиолетовых спектров дать ответ на данный вопрос не представляется возможным. Ни водород, ни гелий не имеют / ( - серий, хотя каждый из них имеет / ( - электроны. Это объясняется тем, что / ( - серия возбуждается только тогда, когда К-оболочка содержит дырку, заполняющуюся электроном, который покидает одну из внешних ( L1 M... Иными словами, для возбуждения К-серии необходимо, во-первых, отсутствие одного / ( - электрона и, во-вторых, наличие на внешней оболочке электрона, переход которого в / ( - оболочку разрешен правилами отбора. Данное условие и объясняет, почему независимо от способа возбуждения все линии / ( - спектра имеют одинаковый порог возбуждения, благодаря чему эти линии возникают одновременно, если они вообще появляются.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11