Atom tuzilishining modellari. Vodorod atomining bor nazariyasi 1-§. Atom tuzilishining modellari

4.15-§. Pikering seriyasi va vodorodsimon ionlar spektri
Pikering 1897-yilda Puppis yulduzi spektrida Balmer seriyasiga o‘xshash spektral seriyani kashf qildi. Ikkala seriyaning sxematik ko‘rinishi 4.16-rasmda tasvirlangan.

4.16-rasm

Tasvirda ko‘rinishicha, Pikering seriyasi xuddi ikki guruhga ajralgandek, bir chiziq osha joylashgan bir guruh chiziqlar deyarli Balmer seriyasidagi chiziqlarga mos keladi, oraliq chiziqlar esa Balmer seriyasidagiga o‘xshash emas. Ridberg bu seriyani n butun va yarim qiymatlarga ega bo‘lgan Balmer formulasi bilan ifodalanishini ko‘rsatdi.

 R(1/ 2^21/ n^2) (n 2,5; 3; 3,5),

(4.69)

116

butun qiymatlariga Balmer chiziqlariga mos kelgan chiziqlar to‘g‘ri keladi, yarim qiymatlariga esa oraliq chiziqlar to‘g‘ri keladi.
Bu seriyani Yerdagi vodoroddan olishga qanchalik urinsalar ham uni olish imkoni bo‘lmadi. Shuning uchun Pikering seriyasi yulduzlarda qandaydir holatda bo‘lgan vodorodga taalluqlidir deb hisoblandi. Nihoyat, bu seriya laboratoriya sharoitida olindi. Tajriba muvaffaqiyatli o‘tishi uchun vodorodga geliy aralashtirish kerak edi. Bor bu faktlarning chigal majmuasini Pikering seriyasi vodorodga emas, balki ionlashgan geliyga taalluqlidir, degan fikrni aytdi. Haqiqatdan quyidagi ifodaga asosan:

 =	2^2mZ^2e^4	æ	1	-		1		ö
		ç						÷ ,		(4.70)
	h^3c					n^2
		è m^2						ø

 har doim Z ga proporsional va geliy uchun Z=2, u holda ionlashgan geliyning (He⁺) spektral seriyasi:

 = 4R	æ	1	-	1	ö
	ç				÷ ,	(4.71)
				n^2
	He èm2				ø

formulaga mos kelishi kerak. Bu yerda geliy uchun m=4 bo‘lsa, u holda formula quyidagi ko‘rinishga keladi:

 = 4R

æ 1

-

1

ö

(n = 5,6,...) , (4.72)

ç

÷,

4^2

n^2

He è

ø

æ

1

1

ö

 = R

ç

-

÷ ,

2

2

He ç

2

(n / 2)

÷

è

ø

Bu formulani n/2 ni k orqali belgilab, quyidagi ko‘rinishda yozish mumkin:

	æ 1			1	ö
 = R	ç		-		÷ (k = 2,5; 3; 3,5; 4;...) ,
		2^2		k ^2
He è					ø

ko‘rinishga ega bo‘lamiz. Bu esa Pikering seriyasi formulasidir. Vodorod va geliy massalaridagi farq mavjudligi tufayli R_He Ridberg doimiysi R_H dan bir oz farq qilishi kerak. Shu sababli R ning butun qiymatlari uchun ham Pikering seriyasi chiziqlari vodorodning Balmer chiziqlariga nisbatan bir oz siljigan bo‘ladi. Borning bu fikrini Pashen tasdiqladi. Uning ko‘rsatishicha, Pikering seriyasini sof vodorodda hosil qilib bo‘lmaydi. Demak, hyech qanday vodorod bo‘lmagan sof geliyda Pikering seriyasini oson hosil qilish mumkin
117

va bu seriyaning chiziqlari k ning butun qiymatlari uchun Balmer chiziqlariga nisbatan xuddi (4.72) formulada kutilgandek, binafsha tomonga siljigan bo‘ladi. 4.3-jadvalda ionlashgan geliy spektrida Pashen o‘lchagan to‘lqin uzunliklar bilan yonma-yon n ning butun qiymatlariga mos keluvchi, vodorodning Balmer seriyasi to‘lqin uzunliklari keltirilgan.

		4.3-jadval
K	He^+	H
3,0	6560,01	6562,8(H)
3,5	5411,6	–
4,0	4859,3	4861,3(N)
4,5	4561,6	–
5,0	4338,7	4340,5(N)
5,5	4199,9	–
6,0	4100,0	4101,7(N)

He⁺ dan keyingi vodorodsimon ionlar ikki karra ionlashgan litiy Li⁺⁺ (Z=3) va uch karra ionlashgan berilliy Be⁺⁺⁺ (Z=4)lardir. Ularning spektral seriyalari ushbu formulalar orqali aniqlanishi kerak:

 = 9R

æ

1

-

1

ö

ç

÷ ;

n2

Li èm2

ø

 = 16R

æ

1

-

1

ö

ç

÷ ,

n

Be èm2

2 ø

Haqiqatdan ham bu ionlar uchun Layman seriyasining dastlabki hadlarini (m=1) spektrning chetdagi ultrabinafsha qismidan topishga muvaffaq bo‘ldilar.