• 締切済み

アルカリ金属元素の発光について

アルカリ金属元素の最低励起状態から発せられる原子発光の特徴について考察せよ という問題が出たのですが、なにを言わせたいのかよく分かりません。その前の問題で、アルカリ金属元素の最低励起状態のスペクトル項を求めさせる問題があったので、それは一応求めたのですが(二通り)、そこから分かることは自発放射によるエネルギー準位の下げ方が一通りしかないので、単色光が出る(?)ということしか思いつかなかったのですが・・・もっとまともな答えがありそうだったら教えてください。お願いします。

  • 0wat
  • お礼率0% (0/1)

みんなの回答

回答No.1

えーと、かなり自信がないですけど 最低励起状態の項の記号は2P3/2、2P1/2ですよね。 そして基底状態は2S1/2ですよね。 そして選択律はΔS=0、ΔL=0、+1、-1、ΔJ=0、+1、-1 ですから2P3/2 → 2S1/2、2P1/2 → 2S1/2はいずれも 許容遷移ですね。 そしてこの2つの遷移はスピン-軌道カップリングの分だけエネルギー差が 違いますから2本のスペクトル線がみられるはずです。 (実際ナトリウムランプのD線は589.76 nmと589.16 nmのダブレットです。)

関連するQ&A

  • アルカリ金属かアルカリ金属元素か

    たとえば、1族の水素以外の元素を何というか、という問題が出たらなんと答えればいいのでしょうか。「アルカリ金属」か「アルカリ金属元素」か問題集によってちがうので、迷います。これはアルカリ土類、ハロゲン、希ガスについても疑問に思います。「元素」をつけるのかつけないのか。つけないと(つけると)減点されたりするのでしょうか。 細かいことですが、教えてください。

  • 発光した光のスペクトルの本数と色

    分光器などで分光して観測できる光のスペクトル線の本数とその色は何によって決まるのですか? 例えば水素放電管からの光を分光すると、はっきり見えるスペクトル線が3本のようです。赤色から紫色のスペクトルから3色のスペクトル線が見えるはずですが、何故水素の場合は3本なんですか?またナトリウムランプからの光だと見えるスペクトルが1本しかないのですが、この違いは原子の何によって生まれてくるのですか? 赤系の色より青系の色の光の方が振動数が大きいのでエネルギーも大きくなります。よって青系色のスペクトルはそれだけ高いエネルギー準位から落っこちてきた電子が出した光だという事になると思います。すると電子が出す光は励起されてエネルギー準位が上へ行き、何らかでそのエネルギー準位が落ちたその落差によって発光した光のスペクトルが決まるのではないかと思います。つまり小さいエネルギーを与えて励起させた電子は、昇ったエネルギー準位も低いので落差も小さくなるので赤や橙の色を出す。一方、大きなエネルギーを与えて励起させた電子は昇ったエネルギー準位も高いので落差が大きく、それだけ大きなエネルギーの光(紫や藍)を出すのではと思いました。しかし、実際は与えたエネルギーではなく、その原子の種類によって決まるそうなのですが何が間違っているのでしょうか。 発光した光のスペクトルの本数とその色はその物質(原子)の何によって決定されるのですか?出来れば併せて、種類によってスペクトルが連続と不連続になる理由も教えてもらえると有り難いです。

  • ICP発光分析について

    ICP発光分析でCaを測定した場合に2つの分析波長で異なる結果が出ますが、他のNa、Mgにはなく何故Caだけなのか。そもそも何故起こるのかもいまいち見当がつきません。 異なる励起準位からの発光でしょうか。Caは他の二つと比べて原子半径が大きいから励起しやすい・・・? どなたかヒントだけでももらえると助かります。

  • 基底状態のスペクトル項から微細準位の導出がわかりません。

    原子の基底準位のスペクトル項の導出をやっと理解したのですが、その後の微細準位への分裂がよく分かっていません。どなたか教えていただきたいです。(できれば101325さんに教えていただきたいです。とても分かりやすくいつも参考にさせていただいているのでw) ・例えばカリウムであれば最外殻の4s軌道のスペクトル項は2S1/2となりますが、なぜその次の励起準位4pで2つに分かれて2P1/2と2P3/2になるかが分かりません。2つに分かれる理由と導出法を知りたいです。 ・2つ以上に分かれる場合はあるのですか?カリウムの場合2重項だから2つに分かれたのかなっと思ったんですが、違う気がしてなりません。それならば鉄ならば5重項なので5つに・・・っとなってしまいますし。。

  • 放電管が放電し、発光する原理

    世の中にはキセノン灯や水銀灯、また水素放電管など発光する物が色々ありますが、それらに電圧を加えるとどうして発光するのですか? 電圧を加えるという事は電子にエネルギーを与える事になるので、電子が上のエネルギー準位へ励起されると思います。でも、そこでどうして電子が光を出して発光するのかが分かりません。1度エネルギーを与えて電子を励起しても、電子は何もしなくてもすぐにエネルギーを失って元のエネルギー準位に下がるので光を出す(元の状態で安定しようとする)という性質でもあるのですか?電灯の事を調べてもガラス管内のガスをどうのという原理はよく理解できず、私が知りたい内容も得られませんでした。これは余談ですけど、光電効果では光を金属表面に当てると電子が飛び出す事がありますが、光子からエネルギーをもらった電子は(飛び出した電子じゃなくても)、その金属固有の光を出す事はあるのですか? 電子はどういった過程で光を出すのか、どなたかご教授お願いします。

  • 有機金属錯体の発光のしくみ

    学部4年生で、Au(I)を含む有機金属錯体を研究している者です。 私が合成した錯体に光(エネルギー)を与えると発光を示すことが分かりました。これは、どうやら金原子間の相互作用によるものだと思います。その証拠に結晶状態を崩して金原子間の距離を大きくすると消光しました。 ここまでは実験的に分かったのですが、なぜ金原子間の距離を小さくすると発光を示すのか?その発光のメカニズムを上手く説明出来ないでいます。 いくつか考えている事はあるのですが、新しい意見を取り入れたく今回質問させて頂きました。もし何かご意見ありましたら、仮説で結構ですのでアドバイスを宜しくお願い致します(m_ _m)

  • ガスクロマトグラフィーについての質問です。

    こんにちは。2つ程ガスクロに関する質問があります。参考書なども調べたのですが、いまいち明確な答えが探せず、困っています。詳しい方、宜しくお願いいたします。 (1)ICP発光分析においてK、Rb等のアルカリ金属元素(励起されやすい元素)の感度が悪いのはなぜか? (2)熱伝導検出器(TCD)は、なぜ無機ガスの検出に用いられるか?

  • 原子スペクトルの実験 (大学物理)

    大学の原子スペクトルの実験の問題を教えていただきたいです。 問題の意味すらよく分からなくて、、 ちなみに実験は水素原子のスペクトルデータから格子間隔の大きさを求めて、求めた格子間隔の大きさから色々な原子の発光スペクトルを求めるという内容のものでした。 問題(1)実験で光源として白色光を用い、それとスリットの間にある元素ガスを入れたガス管をおいた場合、見られるスペクトルについて説明せよ。 問題(2) (1)のスペクトルを吸収スペクトルという。発光スペクトルとの違いを原子のエネルギーレベルを使って説明せよ。 問題(3)同じような分光を起こすプリズムと格子間隔の違いについて調べてみる。 (3)の同じような分光とはどういうことなのか教えて頂けるとありがたいです。 よろしくお願いいたします。

  • 準安定準位の遷移

    励起準位の電子は留まっていられる時間は10^{-9}秒と短く、基底状態に帰る際は発光を伴うのに、準安定準位の電子は10^{-3}秒程と長く、かつ直接基底状態の準位には戻れず、発光を伴わない(衝突でのみ基底準位に戻る)と教科書に書いてありました。なぜ、準安定準位に留まる時間が長く、そのうえ、基底準位に戻る際には発光して戻らないのでしょうか? 教えてください。 

  • 遷移元素について

    遷移元素について教えて下さい。 遷移元素は、最外殻軌道に1,2個の電子が存在さ せた状態で、原子番号とともにその内側へ電子数が 増えると習ったのですが、なぜ最外殻軌道に1,2 個の電子を残したがるのでしょうか。 金属原子では、その方が自由電子を共有できて 安定でいられる、という理由かと考えてみたのです が。。。どなたか、高校生でも理解できそうな 考え方はありませんでしょうか。 よろしくお願いします。