Ley de mosley

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La ley de Moseley es una ley que relaciona la frecuencia de las líneas espectrales de la radiación de rayos X característica de un átomo de un elemento químico con su número de serie. Establecido experimentalmente por el físico inglés Henry Moseley en 1913 .

La redacción de la ley de Moseley

Según la Ley de Moseley, la raíz cuadrada de la frecuencia de la línea espectral de la radiación característica de un elemento es una función lineal de su número de serie : $\nu$ $Z$ ${\displaystyle {\sqrt {\frac {\nu }{c\cdot R_{\infty ))))=(Z-\sigma ){\sqrt ({\frac {1}{n_{1}^{2 ))}-{\frac{1}{n_{2}^{2)))))))$

donde c es la velocidad de la luz, es la constante de Rydberg , es la constante de apantallamiento ${\ Displaystyle R_ {\ infinito}}$ $\sigma$ , es el número cuántico principal del orbital interno, al que se transfiere el electrón, iniciándose la emisión de la línea correspondiente, es el número cuántico principal del orbital externo, a partir del cual se realiza la transición ( = 1, 2, 3 ... = , , ). En el diagrama de Moseley, la dependencia es una serie de líneas rectas (K-, L-, M-, etc. series correspondientes a los valores \u003d 1, 2, 3, ...). $n_{1}$ $n_{2}$ $n_{1}$ $n_{2}$ ${\ estilo de visualización n_ {1} +1}$ ${\ estilo de visualización n_ {1} +2}$ ${\ estilo de visualización n_ {1} +3}$ $Z$ $n_{1}$

La ley de Moseley fue una prueba irrefutable de la corrección de la ubicación de los elementos en el sistema periódico de elementos de D. I. Mendeleev y contribuyó a la elucidación del significado físico . $Z$

De acuerdo con la Ley de Moseley, los espectros característicos de rayos X no muestran los patrones periódicos inherentes a los espectros ópticos . Esto indica que las capas internas de electrones de los átomos de todos los elementos que aparecen en los espectros de rayos X característicos tienen una estructura similar.

Experimentos posteriores revelaron algunas desviaciones de la dependencia lineal para los grupos de transición de elementos, asociadas con un cambio en el orden de llenado de las capas externas de electrones, así como para átomos pesados, que aparecen como resultado de efectos relativistas (explicados condicionalmente por el hecho de que las velocidades de los electrones internos son comparables a la velocidad de la luz).

Dependiendo de una serie de factores, del número de nucleones en el núcleo de un átomo ( desplazamiento isotópico ), el estado de las capas externas de electrones ( desplazamiento químico ), etc., la posición de las líneas espectrales en el diagrama de Moseley puede cambiar. un poco. El estudio de estos desplazamientos permite obtener información detallada sobre el átomo .

Historia

En los trabajos publicados en 1913-1914, Henry Moseley formuló la dependencia de la frecuencia de las líneas características de los elementos químicos de la siguiente manera [2] [1] :

{\displaystyle \nu =A\cdot \left(Zb\right)^{2))

dónde:

\nu

es la frecuencia de la línea característica observada

A

y son constantes dependiendo del tipo de línea ( K , L etc.)

{\ estilo de visualización b \}

$A=\left({\frac {1}{1^{2}}}-{\frac {1}{2^{2}}}\right)\cdot \nu _{0}$ u = 1 para líneas, u = 7.4 para líneas ( es la frecuencia de Rydberg, es la velocidad de la luz , es la constante de Rydberg ). $b$ ${\ Displaystyle K_ {\ alfa}}$ $A=\left({\frac {1}{2^{2}}}-{\frac {1}{3^{2}}}\right)\cdot \nu _{0}$ $b$ ${\ Displaystyle L_ {\ alfa}}$ ${\ estilo de visualización \ nu _ {0} = c \ cdot R_ {\ infty}}$ $C$ ${\ Displaystyle R_ {\ infinito}}$

En la actualidad, en una forma más general, la ley de Moseley se puede expresar mediante la siguiente fórmula:

\nu ={\frac {c}{\lambda }}=\nu _{\mathrm {R} }\,Z_{\text{eff}}^{2}\,\left({\frac {1}{n_{1}^{2}}}-{\frac {1}{n_{2}^{2}}}\derecha).

dónde:

$C$ - la velocidad de la luz
$\nu _{\mathrm {R} }=\nu _{0}\,{\frac {1}{1+{\frac {m_{e}}{M))))$ es la frecuencia de Rydberg corregida
- ${\ estilo de visualización \ nu _ {0} = c \ cdot R_ {\ infty}}$ es la frecuencia de Rydberg
- ${\ Displaystyle R_ {\ infinito}}$ es la constante de Rydberg
- ${\ estilo de visualización m_ {e}}$ es la masa del electrón
- $METRO$ es la masa del nucleo
$Z_{\text{ef}}=Z-\sigma$ es la carga nuclear efectiva. El uso de esta cantidad distingue la ley de Moseley de la fórmula de Rydberg
- $Z$ - número de cargo
- $\sigma$ es una constante que describe el blindajecarga del núcleo por electrones ubicados entre el núcleo y el electrón en cuestión
$n_{1}$ , son los principales números cuánticos del estado cuántico (n 1 es la capa interna $n_{2}$ , n 2 - externo).

Cuando un electrón pasa de la segunda capa (capa L) a la primera capa (capa K) (transición ), también se aplica el número de onda correspondiente : ${\ Displaystyle K_ {\ alfa}}$ ${\ estilo de visualización \ sigma \ aproximadamente 1}$

{\begin{alineado}\nu_{K_{\alpha }}=c\,{\tilde {\nu }}&=\nu_{\mathrm {R} }\,(Z-1) ^{2}\,\left({\frac {1}{1^{2}}}-{\frac {1}{2^{2}}}\right)\\&=\nu _{\ mathrm {R} }\,(Z-1)^{2}\,\left({\frac {3}{4}}\right).\end{alineado}}

Concha exterior		Cubierta interior			Transición	Constante de cribado
$n_{2}$	...-caparazón	$n_{1}$	...-caparazón	${\ estilo de visualización n_{2}-n_{1))$	Transición	${\ estilo de visualización \ sigma \ aproximadamente}$
2	L	una	k	una	${\ Displaystyle K_ {\ alfa}}$	1.0
3	METRO	2	L	una	${\ Displaystyle L_ {\ alfa}}$	7.4
3	METRO	una	k	2	${\ Displaystyle K_ {\ beta}}$	1.8

Notas

↑ 1 2 Moseley, Henry GJ Los espectros de alta frecuencia de los elementos. Parte II (inglés) // Revista filosófica : revista. - 1914. - Vol. 27 . - P. 703-713 .
↑ Moseley, Henry GJ; Bibliotecas Smithsonian. Los espectros de alta frecuencia de los elementos // The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science : revista. - Londres-Edimburgo: Londres: Taylor & Francis, 1913. - Vol. 26 . - P. 1024-1034 .

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