物理法則を使用した原子番号の初期の経験的および化学的概念の正当化は、モーズリーの物理学への顕著な貢献でした。これは、1913 年の彼の出版物に由来し、原子によって放出される独特の X 線の開発を報告しました。 「これは、原子の核モデルを定量的に正当化する上で歴史的に重要であり、原子のすべてまたはほぼすべての正電荷が原子核内にあり、整数ベースで原子番号に関連付けられています。」
モーズリーの法則の研究まで、元素の原子番号は、測定可能な物理量ではなく、周期表でのその位置に関連していることが知られていました。モーズリーは、化学元素によって生成される特定の X 線の周波数が、元素の原子番号に近い数の 2 乗に比例することを証明しました。この発見は、原子番号が核内の正電荷の数と同じです。
モーズリーの法則とは?
典型的な X 線スペクトルでは、スペクトル線の周波数は、それを生成する元素の原子番号の 2 乗として直接変化します。
モーズリーの法則の方程式、または周波数と原子番号の間の正確な数学方程式:
ν=a(Z–b)
ここで、a=4.97107、b=1、ν=kα 行の周波数、Z=原子番号
モーズリーの法則の重要性
モーズリーの法則の意味は重要です。なぜなら、原子番号が原子質量よりも重要であることを立証したからです。その結果、周期表全体が各元素の原子番号を中心に再編成されました。この法則は、新しい元素の発見にも役立ち、元素の特性をより明確に説明しました。
モーズリーはまた、1914 年に 3 つの未知の元素について、他の 2 つの元素との関連で論じた論文を発表しました。彼のテストとデータの結果として、元素を研究する方法をよりよく理解できるようになりました。彼はまた、K 線が原子番号に関連していることを発見し、後にそれらの間の近似関係を計算するための式を発見しました.
モーズリーの法則の貢献
ヘンリー・モーズリーの法則は、k グラフを研究しているときに線と原子番号の間の興味深い関連性を発見しました (K シェルの電子空孔が L シェルからの電子で満たされるとき、放出された光子の波長は k 線と呼ばれます)。 ) さまざまな金属の。
その結果、√ν (ν は kα 線の周波数の記号) と Z (原子番号) の間にグラフをプロットすると、直線が表示されました。
彼は、完全に彼の観察に基づいて式 a(Z–b) を提案しました。
周期表の周期性が、原子量ではなく原子番号によって決定される理由がわかります。
化学者は、元素は原子量に従って組織化されるべきだと信じていました。例として、コバルト (原子量 =58.93) をニッケル (原子量 =58.69) の前に配置しました。 Ni は原子量が少ないため、配置が正しくありません。
しかし、原子番号 Co(原子番号 =27) と Ni(原子番号 =28) を考慮すると、配置は完璧です。
その結果、モーズリーの法則は、原子質量ではなく原子番号に基づく現代の周期表の編成に貢献しました。
モーズリーの実験の分析
次の情報を見つけるためのリストを次に示します。
- まず、6 つの既知の元素サンプルを使用して、Moseley の Marciniak 法則グループを検証する必要があります。エネルギーは (Z – n) に比例する典型的な X 線 (Moseley による) であり、チャネル数 N は E に比例するため、N は E に比例します (Z – n)。その結果、N kZ =bg n.
- 6 つの既知のサンプルの N 対 Z をグラフにプロットします。このグラフは、最適な k 値と n 値を見つける方法を示しています。次に、スペクトルを詳しく見て、データの不確実性の原因を検討してください。許容可能な手法を使用して、n と k の不確実性を決定します。
- ピーク位置を 6 つの既知のサンプルから得た結果と比較して、未知の物質の Z を計算し、発見に関連する不確実性の程度を計算します。
- そのため、元素の X 線特性を研究することで、物質の原子番号を確立できる可能性があります。
結論
ヘンリー・モーズリーの法則の意味は、電子がボーアの原子モデルの構造を使用して低準位軌道から移動するときに放射されるエネルギーに関するものです。移動中に放出されるこのエネルギーは、原子番号「Z」に大きく依存しているため、任意の元素の原子番号 Z は、その元素に典型的な X 線のエネルギーを測定することによって確実に確立できます。
