Подробная система рентгеновских уровней

При детальном рассмотрении рентгеновского спектра, обнаруживается не одна линия Кa, а две, обозначенные Кa₁и Кa₂. В L -серии наблюдается целый набор (5 -7) линий Lb. Чтобы объяснить такую структуру спектра, необходимо рассмотреть более сложную схему рентгеновских уровней с учетом их расщепления на подуровни в соответствии с квантовыми числами.

Все внутренние слои, и подслои атома заполнены, и суммарные квантовые числа для них имеют значения L= 0, Sm_s= 0. М=1

При удалении одного электрона из внутреннего подслоя его суммарные квантовые числа приобретают другие значения, и энергия уровня определяется энергией выбитого электрона, т.е. L= l (l - орбитальное квантовое число удаленного электрона), Sm_s = S_ms.

Например: рассмотрим значения суммарных квантовых чисел атома молибдена.

₄₂Mo 1s²2s²p⁶3s²p⁶d¹⁰4s² p⁶d⁵4s¹.

К- слой 1s² (заполненный полностью) L= 0, Sm_s= 0.

К-слой, соответствующий К- рентгеновскому уровню 1s¹ - (L=0, Sm_s= 1/2. М=2)

Для полного описания уровня следует ввести еще одно квантовое число - ј (джи) - суммарное внутреннее квантовое число.

Суммарное внутреннее квантовое число может принимать положительные значения: ј = L + Sm_sи L- Sm_s

Для К-уровня (1s¹) L=0; Sm_s= ½; М=2; ј =1/2. Полное обозначение этого уровня 1²S_1/2 (В нижнем правом углу у символа уровня указано значение внутреннего квантового числа)

L- электронный слой состоит из двух подслоев, которые состоят из электронов:

2s²L=0; Sm_s=0; j = 0 и

2р⁶L=0; Sm_s=0; j = 0

L - уровень расщеплен на подуровни S и P.

S - подуровень соответствует энергии атома, из L-слоя которого выбит один s-электрон, (конфигурация электронных оболочек при этом 2s¹p⁶). Суммарные квантовые числа этого подуровня: L=0; Sm_s=1/2; M=2; ј =1/2

Обозначение подуровня - 2 ²S_1/2

Р - подуровень - соответствует энергии атома из L- слоя, которого удален р-электрон. Электронная конфигурация L- слоя при этом - 2s²p⁵. При этом Р подуровень расщепляется еще на две составляющие с разным значением внутреннего квантового числа.

Суммарные квантовые числа: L=1, Sm_s=1/2, M=2, ј =1/2 (L- Sm_s)

Обозначение подуровня: 2 ²P_1/2

L=1; Sm_s=1/2; M=2; j =3/2 (L+ Sm_s). Обозначение: 2 ²P_3/2

В конечном счете L- уровень оказывается расщепленным на три подуровня. (см. Рис. 2)

Еще сложнее оказывается М-уровень.

Конфигурация М-слоя в атоме - 3s²p⁶d¹⁰.М- электронный слой состоит из трех подслоев - s, p, d.

В зависимости от того, из какого подслоя выбит электрон при получении рентгеновского спектра М - энергетический уровень расщепляется на пять подуровней (смотри Рис. 2).

М-слой. 3s²p⁶d¹⁰.

М-уровень:

1. 3s¹p⁶d¹⁰(удален 3s¹- электрон) L=0; Sm_s=1/2; M=2; ј = 1/2 (3²S_1/2)

2. 3s²p⁵d¹⁰(удален 3p - электрон) L=1; Sm_s=1/2; M=2; ј = 1/2 (3²P_1/2)

3. 3s²p⁵d¹⁰(удален 3p - электрон) L=1; Sm_s=1/2; M=2; ј = 3/2 (3²P_3/2)

4. 3s²p⁶d⁹(удален 3d - электрон) L=2; Sm_s=1/2; M=2; ј = 3/2 (3²D_3/2)