Стр. 45

Спектры испускания легко иллюстрируются схемой уровней энергии на рис. 7. Если каким-либо способом атомарный водород перевести в возбужденное состояние, то квантовые переходы электронов с вышележащих уровней на нижележащие станут сопровождаться выделением квантов света в виде фотонов с энергией Е = hv (т. е. определенной частоты и длины волны), что будет фиксироваться появлением определенных спектральных линий. Переходам на уровень с и = 1 соответствуют линии в ультрафиолетовом диапазоне спектра (серия Лаймана), переходам на уровень с n = 2 -линии видимой области спектра (серия Бальмера) и т. д.

Очень важно, что спектры атомов строго характеристичны, т. е. индивидуальны для атомов каждого элемента. Именно это позволяет при помощи спектрального анализа определять состав вещества, в том числе и таких удаленных предметов, как Солнце и звезды.

Установлено, что электронная плотность в атоме распределена неравномерно. Область пространства, где пребывание электрона наиболее вероятно, называется орбиталью. Орбиталь однозначно можно описать с помощью набора целых чисел, называемых квантовыми числами. Как показывают расчеты, таких чисел четыре – п, l, m_l, s. Известное уже нам n - главное квантовое число - определяет энергию электронного облака. Орбитальное квантовое число l определяет форму орбитали (сфера, гантелька, розетка и т. д.). Ориентацию в пространстве определяет m_l - магнитное квантовое число. Четвертым квантовым числом является s - спиновое квантовое число, характеризующее собственный момент импульса частицы.

Квантовые числа характеризуют энергию электрона, объем и форму его орбитали, ее ориентацию в пространстве. При переходе атома из одного квантового состояния в другое значения квантовых чисел изменяются и происходит перестройка электронного облака.

При рассмотрении более сложных атомов (многоэлектронные системы) большое значение имеет принцип Паули, по которому в любой кванто-во-механической системе не может быть двух электронов с одинаковой четверкой квантовых чисел.

Поразительным является то, что все выводы, следующие из квантово-механических принципов, находятся в полном соответствии с построением периодической таблицы элементов Менделеева, созданной еще в 1869 г.