Spectre atomice de emisie şi absorbţie. Seriile spectrale ale hidrogenului.
Tag-uri
Partajeaza in Google Classroom
Transcript
în prima lecție de fizică atomică
am discutat despre spectre atomice
și despre seriile spectrale ale
atomului de hidrogen să începem
cu definițiile celor două tipuri
de spectre și anume spectrele de
emisie și spectrele de absorbție
spectrul de emisie al unei substanțe
totalitatea radiațiilor electromagnetice
mi se vede imediat acum și prin
totalitatea radiațiilor înțelegem
totalitatea valorilor lungimilor
de undă și intensităților acestora
de a iniția acestora de a ții are
loc ca urmare a excitării atomilor
ce absoarbe energie prin verii
mecanisme Spre exemplu putem da
energie substanței folosind câmpuri
electromagnetice o sursă termică
fascicule de particule descărcări
electrostatice și așa mai departe
această energie care este dată
substanței va fi absorbită de către
atomi care vor intra într o stare
așa numit excitat vom vedea lecțiile
viitoare Ce înseamnă o stare și
tot atomilor deocamdată înseamnă
o stare în care e absorbite energie
în urma soții de energie acești
atomi vor emite radiații electromagnetice
formând acest spectru de emisie
concret dacă avem un tub precum
cel din acest desen în care avem
vapori de mercur Deci înăuntru
tubului se află vapori de mercur
la dance tati mică și la capătul
tubului plasăm doi electrozi conectați
la o sursă de curent electric deci
iei de vin încărcați atunci Bineînțeles
că vom avea un câmp electric ce
traversează vaporii de mercur ei
vor primi o cantitate de energie
de la Câmpul electric și vor emite
radiații electromagnetice dacă
plasăm un ecran cu o fantă în apropierea
tubului putem selecta o anumită
rază de lumină de ce o unde electromagnetică
emisă de către acești vapori de
mercur pe care o putem trece printr
o prismă optică prismă optică va
produce spectrul unde electromagnetice
va împărți unde electromagnetice
în culorile componente din spectrul
vizibil bineînțeles acest spectru
de culori și după cum știm culoare
înseamnă o anumită frecvență sau
lungime de undă lasi spectru de
culori este spectrul de emisie
al atomilor de mercur spectrul
de absorbție al unei substanțe
totalitate radiațiilor magnetice
absorbite bineînțeles și nu mi
se ia se obține plasând substanța
între 100 și în aparat Spectra
foarte simplu Deci dacă avem o
sursă de lumină albă vă aduc aminte
că lumina albă este lumina care
este compusă din toate culorile
sau lungimile de undă din spectrul
vizibil pe care după cum am spus
o putem analiza trecând O prind
o prismă optică și vom obține acest
spectru de culori ai al luminii
albe Dacă în calea Ce este raze
de lumină acestei unde electromagnetice
plasăm tubul cu atom de mercur
Deci avem același tube cu atomi
de mercur dar nu mai avem sursa
de curent electric deci atomii
de mercur Nu își mai iau energia
de la sursa de curent electric
dar ei pot lua energie de la undă
electromagnetică ce traversează
tuburi În consecință raza de lumina
sau unde electromagnetică Ce iese
din tubul cu atom de mercur nu
va mai fi albă și va fi albă minus
lungimile de undă absorbite de
către atomii de mercur în concluzie
astfel obținem spectrul de absorbție
care va fi spectrul incident alb
în cazul acesta minus radiațiile
absorbite De ce le vor de către
atomi de mercur ele vor lipsi din
spectrul obținut în priză aparatele
spectrale sunt de următoarele tipuri
aparate spectrale sunt aparate
ce permit an vizualizarea sau observarea
și analiza spectrelor atomice se
numesc spectroscope aparatele spectrale
c permit observare vizuală la acest
aspect Spre exemplu prismă optică
este un spectroscop se numesc spectrograf
aparatele spectrale ce permit înregistrarea
pe un film fotografic acesta Spectrum
și spectrometre lac Care sunt cele
mai avansate dacă vreți aparati
spectrale sunt cele care înregistrează
cu mijloacele cronice acestea spectre
de obicei spectrometre sunt cuplate
la calculatoare și permit o analiză
experimentală detaliată a Proprietăților
spectral Haide să discutăm acum
despre proprietățile aspectelor
atomice cea mai importantă proprietate
este că fiecare element Adică fiecare
atom sau fiecare moleculă produce
un spectru de radiații caracteristic
lui mai exact caracteristic structurii
lui poziția și valoarea acestor
lungimi de undă emisie și intensitatea
lor este tipică caracteristică
a atomului sau moleculei care is
sau absorbită în consecință se
poate identifica orice element
chimic după spectrul său de emisie
sau absorbție avem următoarele
tipuri de spectre spectre de linii
sunt spectrele de emisie ale gazelor
atomice Spre exemplu sodiul în
forma lui atomică de gaz Atomic
are două linii în spectrul vizibil
lungimile de undă sunt acestea
două hidrogenul are în domeniul
vizibil cinci linii neonul are
20 de linii și așa mai departe
Asta înseamnă pur și simplu că
dacă ne uităm la spectrul de emisie
al hidrogenului atomic vom vedea
ceva de genul acesta Deci aceasta
este spectrul atomic vizibil al
hidrogenului Deci vizibil înseamnă
în domeniul lungimilor de undă
a radiațiilor vizibile vom vedea
cinci linii corespunzând la cinci
lungimi de undă ehs spectru va
fi caracteristicile genului Atomic
dacă vedem aceste 5 linii în aceste
poziții înseamnă că substanță analizată
conține hidrogen efectele de bendis
aspectele de emisie ale gazelor
moleculare mai exact ale moleculei
de hidrogen pentru molecula de
hidrogen vom obține aceleași cinci
lungimi de undă dar în loc de o
linie vom obține benzi interacția
din interiorul unei molecule duce
la lărgirea liniilor din spectrul
de emisie și felul acesta obținem
în loc de linii verzi și în sine
Avem așa numitele spectre continui
care sunt spectrele de emisie ale
solidelor și lichidelor incandescente
un spectru continuu vizibil bineînțeles
arată în felul acesta după cum
am discutat și în lecțiile de optică
ondulatorie spectrul de absorbție
spectrul continuu din care lipsesc
liniile sau benzile caracteristice
substanțe absorbante Deci dacă
în calea unei raze după condescu
tot în calea unei raze sau unde
electromagnetice alb care are acest
spectru continuu vizibil punem
un tub cu hidrogen atomic el va
absorbi aceste cinci scuzați 5
lungimi de undă în loc să limitele
va absorbi și deci în raza emergentă
din care iese din tub obține acest
spectru vizibil din care vor lipsi
aceste 5 radiații Deci în din acest
spectru vizibil vom avea benzi
linii sau benzi întunecate în aceste
cinci poziții la ce oră este spectrul
de absorbție al hidrogenului atomic
Haideți să discutăm despre pozițiile
acestor linii sau benzi mai exact
despre seriile spectrale experimental
sa stabilit legea care generează
pozițiile acestora lungimi de unt
Deci liniile spectrale ale atomului
de hidrogen formează aș anumite
serii spectrale care corespund
diferitelor domenii de lungimi
de undă și ele sunt descrise de
această ecuație din nou de dusă
experimental nici unul pe Lambda
lungimea de undă linii sau benzii
este egală cu această ecuație Unde
n-1 este numărul serii spectrale
vom vedea imediat ce înseamnă concret
această serie spectrală N2 este
numărul liniei din seria respectivă
Deci numărul liniei din spectrul
și bineînțeles că e în doi trebuie
să fie mai mare care nu nu pentru
că unul pe Lambda trebuie să fie
pozitiv definit iar R este o constantă
numită Constanta rit merg și are
această valoare Deci după cum am
spus seria spectrală corespunde
unui domeniu de lungimi de undă
Deci pentru fiecare domeniu de
lungimi de undă ultraviolet vizibil
infraroșu și așa mai departe avem
câte o serie Spectra și interiorul
ei pentru hidrogen în cazul acesta
vom avea linii de emisie sau absorbție
și le vor fi guvernate de această
regulă lege în particular în ultraviolet
serial se numește seria liman 1
va avea valoarea 1 și în doi bineînțeles
va avea aceste valori trebuie îndoite
să fie mai mare decât a 9 în vizibil
seria se numește palmă Deci seria
corespunde unui domeniu al radiațiilor
electromagnetice pentru vizibil
in unuia valoarea 2 și N2 bineînțeles
aceste valori în infraroșu Avem
mai multe serii de cifra roșu apropiat
adică infraroșu apropiat de vizibil
avem seria passion care are in
1 egal cu 3 Seria bracket care
este în intru în domeniu de radiații
infraroșii mai depărtate de vizibil
in 1 va fi 4 seria fund care are
Renault Megan cu 5 și așa mai departe
Din nou acestea sunt toate constatări
experimentale în particular în
vizibil seria ballmer va avea următoarele
linii spectrale ale hidrogenului
pur și simplu înlocuim in 1 egal
cu 2 și m2 cu un an și Deci rezultă
kalenda m Deci valorile discrete
ale lungimilor de undă ale liniilor
hidrogenului invizibil sunt date
de această ecuație unde n este
un număr întreg mai mare sau egal
cu 3 și iar este această consta
liniile spectrale ale atomilor
hidrogenoizi se obțin voi explica
imediat ce înseamnă atom hidrogenului
se obțin cu această înlocuire simplă
Deci dacă înlocuim aer cu Zed pătrat
aer obținem lungimile de undă ale
atomilor hidrogenoizi atom hidrogenoid
este atomul oricărui Sau dacă vreți
ionul mai corect spus ionul oricărui
atom din tabelul lui Mendeleev
din care se scot toți electroni
mai puțin unul Deci atomice drojin
Ia zi au un singur electron precum
atomul de hidrogen de aceea se
numesc hidrogenoizi totuși bineînțeles
nucleul acestui atom va avea o
sarcină electrică mai mari unu
în funcție de elementul din care
este obținut același om hidrogenului
în final să discutăm despre analiza
spectrală analiza spectrală a unei
substanțe înseamnă analiza spectrului
de emisie sau absorție în sensul
următor identificarea elementelor
chimice din substanță din poziția
liniilor sau a benzilor de emisie
sau absorbție și măsurarea concentrațiilor
substantelor din acea substanță
din intensitățile linii acestor
linii sau verzi Deci concret ce
se face se realizează un grafic
se măsoară acest grafic al intensității
radiațiilor emisie ca funcție de
lungimea de unda Sau dacă vreți
echivalent frecvență și se obțin
așa numite picuri Deci acest grafic
arată ceva de genul ăsta ăsta foarte
Generic vorbind Deci o serie de
picuri de maxim și ce se face 1sex
trage poziția acestor maxim nici
vom avea Lambda 1 la 2 la 3 la
4 la 5 și de exemplu Dacă aceste
cinci valori ale lui Lambda corespund
a lungimii de undă corespund celor
pentru hidrogen Știind că în substanța
noastră se află hidrogen iar apoi
în pasul al doilea se măsoară aria
acestor maxim și după anumite corecții
experimentale această arie i se
leagă se relaționează direct cu
concentrația să zicem hidrogenului
în acest caz din acea substanță
Deci prin analiza acestui spectru
de radiație mai Se poate stabili
compoziția substanței Ce elemente
se află și în ce cantități Ce concentrație
aceasta această metodă de analiză
a compoziției unei substanțe are
foarte multe avantaje iar o sensibilitate
foarte mare substanțe de concentrații
foarte mici sub 1% pot fi foarte
ușor identificate și analiza spectrală
are proprietatea de a fi simultană
adică toate substanțele componente
elementele componente ale substanței
sunt obținute în același timp și
foarte rapid în consecință iasă
folosește multe domenii în metalurgie
în biologie în prospecțiuni geologice
în industria chimică în laboratoare
de cercetare științifică Deci are
foarte multe aplicații în această
imagine vedeți un astfel de dispozitiv
experimental Deci un spectrometru
conectat la un calculator care
obține un astfel de spectrul de
emisie al probei introduse în spectrometru
și apoi face analiza a poziția
maximelor și aria acestor maxim
de unde extrage toate informația
despre compoziția substanței respectiv