Аномалии ионизации атома водорода

Озерский технологический институт (филиал) МИФИ, Челябинская обл.

Аномалии ионизации атома водорода

Существуют непонятные отклонения от теории энергии ионизации последнего электрона H – Ni водородоподобных ионов.

Широко известна формула Бора для расчета потенциала ионизации I водородоподобных ионов (К-уровней «голых ядер»).

Bor=–Ry×Z2/(1+M/m),

Ry=me4/2ħ2,
Z и e, M и m – заряд и масса ядра и электрона.

На рис. 1 показано относительное отклонение опытных значений энергий ионизации от расчитанных по формуле Бора. Видно, что с ростом заряда отрицательная ошибка возрастает. Это означает, что на самом деле атомы лучше удерживают электроны, нежели им «положено» по Бору. В основном это связано с тем, что у тяжелых ядер электроны движутся быстрее и их масса увеличивается. До ядра 11 (Na) ошибки теории Бора ~ 0,01%, но при увеличении заряда возрастают до ~ 1% для Co и Ni. (И уже здесь видна аномалия F, Ne, Na.)

Как видно на рис. 2 релятивистская теория Дирака в основном устраняет ошибки Бора:

Dir=mc2RyZ2(1–α2Z2/4).

Учтем и другие поправки:

– сдвиг Лэмба Ry16/3πZ4α3ln() (<0,1%);

– спиновые Ry8/3α2S(m/М)Z3 (<0,01%);

– квадрупольные RyQa2Z3 (<0,001%);

– на размер ядер RyZ(2r/а)2(7/15+r/6а) (<4 10–5%),

где α=e2c, r=1,12 M1/3 (10–13 см, М, а. е.) S - спин ядра, Q – его квадрупольный момент ( средние по изотопам элемента) a=ħ2/me2.

На рис. 2 видно, что с учетом всех поправок ядра элементов H–O на (0,027±0,002)% хуже удерживают электрон, «чем положено». Эта аномалия намного больше ошибок измерений (<0,01%), которые производят со спектроскопической точностью. А тройка ядер F, Ne, Na «совсем плохо» удерживает электрон. Зато ядра Mg–Fe на »0,01-0,04% сильнее, «чем положено». Эти силы необходимо понять. Особенно у Co и Ni, где наблюдается скачок этой неизвестной силы, противоположный ее провалу у тройки F, Ne, Na.

Сведений о полных потенциалах ионизации элементов тяжелее никеля пока нет, но для известных элементов она мало отличается от глубины залегания К-уровней, в среднем подчиняющихся закону Мозли:

Моз=0,822Ry(Z–1,46+2,6/Z)2(1+0,001Z–5Z2).

На рис. 3 представлена разность Моз–К для всех элементов тяжелее бора. Видно закономерное изменение этой разницы. Здесь тоже выделяются F и Ne. А вот Со и Ni.

Рис. 3

 
У автора нет гипотез на предмет аномалий. Впрочем, есть намек: На рис. 2 видно, что резкие аномалии начинаются сразу после дважды магического ядра 8О16 и 23Fe56 – абсолютного минимума энергии связи нуклонов в ядрах. А средняя часть кривой на рис. 3 качественно повторяет этот минимум. «Коллектив» атомных электронов в среднем как бы лучше чувствует особенности своих ядер, чем одиночные, но последние – «детальнее».



Подпишитесь на рассылку:


Аномалии


Водород

Проекты по теме:

Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства

Блокирование содержания является нарушением Правил пользования сайтом. Администрация сайта оставляет за собой право отклонять в доступе к содержанию в случае выявления блокировок.