Різка серія — спектральна серія в емісійному спектрі атомів, що виникає, коли електрони спускаються з s-орбіталей атома з вищою енергією на найнижчу доступну p-орбіталь. Серія включає лінії у видимому й ультрафіолетовому діапазонах, які стають все ближчими одна до одної зі збільшенням частоти. Різка серія відіграла важливу роль для розуміння електронних оболонок і підоболонок в атомах. Від її англійської назви () походить назва s-орбіталі.
Опис Межа різкої серії задається формулою
Межа серії відповідає емісії електрона, коли електрон набуває достатньої енергії, щоб залишити атом. Попри назву серії, її лінії можуть бути й нерізкими.
Серія виникає внаслідок переходів до найнижчого P-стану з S-орбіталей вищої енергії. Одне з позначень ліній: 1P-mS. Однак слід пам'ятати, що 1P означає лише найнижчий P-стан атома, тоді як у сучасному позначенні серія починалася б із 2P, а для атомів із більшим атомним номером це значення ще більше.
Терми можуть мати різні позначення: mS для систем з одиночними лініями, mσ для дублетів і ms для триплетів.
Оскільки P-стан не є найнижчим енергетичним рівнем для атомів лужних металів (ним є S-стан), різка серія не проявляється у формі ліній поглинання в холодному газі, а спостерігається лише як емісійні лінії. Поправка Рідберга є найбільшою для S-терма, оскільки електрон проникає у внутрішню електронну оболонку.
У лужних металах P-терми розщеплюються на і . Це спричиняє появу у спектральних лініях зі сталим інтервалом між двома компонентами подвійної лінії.
Раніше різку серію називали другою побічною серією, тоді як дифузна серія була першою побічною; обидві вважали побічними щодо головної серії.
Закони для лужних металів Межа різкої серії збігається з межею дифузної серії. Наприкінці XIX століття ці дві серії називали додатковими.
У 1896 році Артур Шустер сформулював закон: «Якщо від частоти збіжності головної серії відняти частоту основного коливання, то отримаємо частоту збіжності додаткової серії». Однак уже в наступному номері журналу він зазначив, що Рідберг опублікував цю ідею кількома місяцями раніше.
Закон Рідберга—Шустера: якщо використовувати хвильові числа, різниця між межею різкої та дифузної серій і межею головної серії дорівнює першому переходу в головній серії. Ця різниця відповідає найнижчому P-рівню.
Закон Рунге: якщо використовувати хвильові числа, різниця між межею різкої серії та межею фундаментальної серії дорівнює першому переходу в дифузній серії. Ця різниця відповідає енергії найнижчого D-рівня.
Натрій
Різка серія має хвильові числа:
Дифузна серія натрію має хвильові числа:
коли n прямує до нескінченності, дифузна та різка серії мають однакову межу. Різка серія натрію Перехід Довжина хвилі 1, Å Довжина хвилі 2, Å 3P-4S 11403,8 11381,5 3P-5S 6160,75 6154,23 3P-6S 5158,84 5153,40 3P-7S 4751,82 4747,94 3P-8S 4545,19 4541,63 3P-9S 4423,35 4419,89 3P-10S 4344,74 4341,49 3P-11S 4291,01 4287,84 3P-12S 4252,52 4249,41 3П-13С 4223,2 4220,2 3P-14S 4201,0 4198,0
Калій Різка серія калію Перехід Довжина хвилі 1, Å Довжина хвилі 2, Å 4P-5S 12522,1 12432,2 4P-6S 6933,8 6911,1 4P-7S 5801,8 5782,4 4P-8S 5339,8 5323,4 4P-9S 5099,2 5084,3 4P-10S 4956,1 4942,0 4P-11S 4863,6 4850,0 4P-12S 4800,2 4786,9 4P-13S 4754,6 4741,6
Лужноземельні метали Різку серію триплетних ліній позначають літерою серії s та формулою 1p-ms. Різку серію синглетних ліній позначають літерою серії S та формулою 1P-mS.
Кальцій Кальцій має різку серію триплетів і різку серію синглетів.
Магній Магній має різку серію триплетів і різку серію синглетів.
Історія У Кембриджському університеті Джордж Лівінг і Джеймс Дьюар розпочали систематичні вимірювання спектрів елементів груп I, II та III у видимому та ультрафіолетовому діапазонах. Вони помітили, що лінії натрію є почергово різкими й дифузними. Саме вони вперше використали термін «різкі» для цих ліній. 1890 року лінії, що також з'являлися в спектрі поглинання, назвали головною серією. Йоганнес Роберт Рідберґ продовжив використовувати терміни «різка» і «дифузна» для інших ліній, тоді як Генріх Кайзер і Карл Рунге віддавали перевагу терміну «друга побічна серія» для різкої серії.
Арно Бергман у 1907 році відкрив четверту серію в інфрачервоному діапазоні, яку згодом назвали серією Бергмана або фундаментальною серією.
1896 року Едвард Чарлз Пікерінг відкрив нову серію ліній у спектрі ζ Корми. Спочатку вважали, що це різка серія водню. У 1915 році було доведено, що насправді вона належить іонізованому гелію — гелію II.
Генріх Кайзер, Карл Рунге та Йоганнес Роберт Рідберґ знайшли математичні співвідношення між хвильовими числами емісійних ліній лужних металів.
Фрідріх Гунд запровадив позначення s, p, d, f для електронних підоболонок в атомах. У 1930-х роках інші науковці також перейняли цю нотацію, і вона збереглася донині.
Примітки