简介

碱金属原子光谱

碱金属原子光谱

众所熟知的钠黄光波长为589.3纳米，就是钠光谱主线系的第一条谱线。碱金属原子都具有相似的结构，内层的z－1 个电子与原子核组成原子实，最外层只有一个价电子，与氢原子有些类似，不同的是电子运动对原子实有极化和贯穿作用，引起不同轨道的电子能态的较大分裂，能级对l的简并解除。 另外由于电子自旋取向不同，引起自旋轨道耦合的能量微小分裂，因此碱金属原子的能级除S态是单层的外，其他P、D、F态都是双层的。根据单价原子光谱的选择定则，可得出，主线系和锐线系是双线结构，漫线系和基线系为三线结构。

观察结果

碱金属原子光谱

图1画出了锂原子光谱的四个线系。从图中可以看到主线系的波长范围最宽、第一条是红色的，其余的都在紫外。线系限是229.97nm；第一辅线系在可见光区部分；第二辅线系的第一条在红外区，其余在可见光区，这二线系有同一线系限，伯格曼线系在红外区，其他碱金属原子也有相似的光谱线系，只是波长不同，例如钠的主线系的第一条线是大家熟悉的黄色光，波长为589.3nm。

原子结构

碱金属原子与氢原子光谱规律相似，是由于它们的原子结构相似，虽然碱金属元素与氢元素的性质极不相同，但它们都只有一个外层电子，称为价电子。内满充壳层电子与原子核组成原子实，价电子即处于原子实的中心势场中。按锂、钠、钾、铷、铯的次序原子实内的电子数分别是2、10、18、36、54、86,价电子所在的轨道的主量子数分别为n≥2、n≥3、n≥4、n≥5、n≥6。

能级公式

碱金属原子的能级公式与氢原子相似式中墹l为量子亏损,是一个与角动量量子数l有关的正数，R是碱金属的里德伯常数。显然，碱金属的能级不但与n有关，而且与l有关。上式还可写为 Z*称为有效核电荷数。以锂为例，四个线系公式为

公式

主　线　系|

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第一辅线系

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