Cuando se representan la gráfica de la raíz cuadrada de las frecuencias de los rayos X característicos de los elementos, frente al número atómico, se obtiene una línea recta. En sus tempranos 20 años, Moseley midió y trazó las frecuencias de los rayos X, de alrededor de 40 elementos de la tabla periódica. Mostró que en los rayos X K-alfa, cuando se dibujaba el gráfico del número atómico Z frente a la raíz cuadrada de la frecuencia, se seguía una línea recta. Con los conocimientos adquiridos a partir del modelo de Bohr, podemos escribir su relación empírica de la siguiente manera:

Modelación de las Frecuencias de Rayos X de Moseley

La fórmula empírica de Moseley para los rayos X K-alfa, tras su adaptación al modelo de Bohr se convierte en

La implicación de esta fórmula es, que el simple electrón en la capa K antes de la emisión, es casi el 100% de efectivo en el blindaje del núcleo, de modo que el electrón de la capa L ve una carga nuclear efectiva de Z-1. Se puede usar esta fórmula para calcular las energías cuánticas aproximadas, y las longitudes de onda de los rayos-X K-alfa.

Por ejemplo, este cálculo para Z = 42 da una longitud de onda de 0,0722 nm para los rayos X K-alfa del molibdeno, mientras que el valor medido es 0,0707 nm. Así que el acuerdo es razonable para estos rayos X, aunque el nivel superior de la transición experimenta algún blindaje que no aparece en este modelo.

Para transiciones que terminan en capas superiores, la situación de blindaje se hace mucho más compleja. Del modelo de Bohr, se puede escribir una ecuación para unos rayos X L-alfa, como

Moseley encontró que sus datos para los rayos X L-alfa, se ajustaba a la relación empírica

de modo que el mejor ajuste a los datos fue con Z-7,4, indicando un blindaje correspondiente a 7,4 electrones sobre la media dentro de la capa M, donde se originó el electrón.

Investigacion de Moseley sobre los Rayos X

Henry G. J. Moseley (1887-1915) fue descrito por Rutherford como su alumno más talentoso. Cuando él estaba en sus tempranos 20 años, midió y trazó las frecuencias de rayos X, de alrededor de 40 elementos de la tabla periódica. Mostró que en los rayos X K-alfa, cuando se dibujaba el gráfico del número atómico Z frente a la raíz cuadrada de la frecuencia, se seguía una línea recta. Sus datos (el gráfico de Moseley) sigue siendo una característica estándar de los libros de texto de física.

En el tiempo en que estuvo trabajando, la mayoría de los físicos consideraban el peso atómico A como la clave para ordenar la tabla periódica, en lugar del número atómico Z. Por ejemplo, el níquel, con peso atómico 58,7, se colocaba en la tabla periódica por delante del cobalto de peso atómico 58,9. El trabajo de Moseley mostró que el cobalto tenía un número atómico de 27 y el níquel de 28. El potasio (Z = 19, A = 39,10) y el argón (Z = 18, A = 39,95) se invertían también cuando se listaban por orden de peso atómico. Moseley predijo la existencia de un elemento de Z = 72 (hafnio), que posteriormente se descubrió en el laboratorio de Bohr en Copenhague.

Moseley voluntario para misiones de combate durante la Primera Guerra Mundial, murió en acción a los 27 años durante el ataque a Gallipoli en los Dardanelos.