Atomic Spectra الأطياف الذرية

الأطياف الذرية
لكل ذرة طيف انبعاث مميز يستخدم للتعرف عليها وطيف ذرة الهيدروجين من ابسط
الأطياف.
Hydrogen Spectra طيف ذرة الهيدروجين
وانه (n= ان ذرة الهيدروجين تكون في حالة استقرار أذا وجد الإلكترون في المدار الأول( 1
يمكن زيادة طاقة الإلكترون بكميات تكفي لنقله لمدارات أعلى وفي هذه الحالة يقال أن ذرة
الهيدروجين مثارة، وتعود الذرة إلى حالة الاستقرار بانتقال الإلكترون من المدار ذي الطاقة
الأعلى إلى المدار ذي الطاقة الأقل، ويفقد الإلكترون طاقة تساوي الفرق بين طاقتي هذين
المدارين وتظهر هذه الطاقة المفقودة على هيئة إشعاعات ضوئية(فوتونات) يعتمد ترددها على
درجة إثارة الذرة.
ركز العلماء على دراسة طيف ذرة الهيدروجين وتوالت الاكتشافات في هذا المجال حيث رصد
في العام 1885 الطيف المرئي لذرة الهيدروجين وهي الانتقالات التي يحدثها Balmer العالم
n= الإلكترون إلى المستوى 2
وهي في مدى الأشعة Lyman هناك مجموعة أخرى من طيف ذرة الهيدروجين اكتشفها العالم
مجموعتين اخرتين Bracket و Paschen واكتشف العالمان (Ultraviolet) فوق البنفسجية
من الطيف الكهرومغناطيسي. (Infrared ) في مدى الأشعة تحت الحمراء
ووضعت العديد من المعادلات التي تحسب هذه المجموعات من الأطوال الموجية وفي العام
إلى معادلة واحدة لحساب كل الأطوال الموجية لكل الانتقالات Rydberg 1890 توصل العالم
المتوقعة من الذرة.
2
where RH is called Rydberg constant for hydrogen atom =
10967757m-1
تكون المعادلة على الشكل التالي: Balmer ولمجموعة
ni = 3,4,5,......
لكل مجموعة. Rydberg الجدول التالي يلخص المجموعات الطيفية لذرة الهيدروجين ومعادلة
3
وبما أن العدد الكمي (nf) أن سلاسل طيف ذرة الهيدروجين تتحدد بالعدد الكمي النهائي
يجب أن يكون اكبر من العدد الكمي النهائي وذلك لكي تتولد طاقة فائضة (n i ) الابتدائي
نتيجة الانتقال بين مستوى طاقة وأخر تبعث على شكل فوتون .
تنتج (n = -1 أن قفزات الإلكترون من مستويات الطاقة العالية إلى مستوى الطاقة الأول ( 1
من الطيف الكهرومغناطيسي . (UV) سلسلة لايمان الواقعة في المنطقة فوق البنفسجية
تنتج (n = -2 أن قفزات الإلكترون من المستويات المتهيجة العليا إلى المستوى الثاني ( 2
وتمتد حتى المنطقة فوق (Visible Range ) سلسلة بالمر الواقعة في المنطقة المرئية
البنفسجية من الطيف الكهرومغناطيسي.
تنتج سلسلة باشن (n = -3 أن قفزات الإلكترون من المستويات العليا إلى المدار الثالث ( 3
من الطيف الكهرومغناطيسي. (Infrared) الواقعة في المنطقة تحت الحمراء
-4 كما أن هناك سلسلتين اخرتين في طيف ذرة الهيدروجين هما سلسلة براكت وبفوند
وكما هو موضح بالشكل الأتي :-
4
/ مثال 1
جد الطول ألموجي والتردد للفوتون المنبعث لإلكترون ذرة الهيدروجين من الحالة
؟ n = إلى الحالة 1 n = 2
الحل /
)
2
1
1
? 1.097 *10(1 ?
? ?121.5nm
فان تردد الفوتون :- c ? f? ولان
مثال 2 / احسب ما يأتي :-
-1 الطول ألموجي الذي يجب أن يتم تنغيم راديو لرائد فضاء ليتحسس أشارات من الكترونات
. n = إلى المستوى 272 n = من المستوى 273
-2 جد سرعة الإلكترون .
الحل /
-1 الطول الموجي :-
0.922nm
)
273
1
272
1 1.097 *10( 1
?
? ?
?
?
f c f f 2.47 *10HZ
121.5*10
? ? ? 3*10 ? ?
?
1 ( 1 1 )
nf ni
? R ?
?
1 ( 1 1 )
nf ni
? R ?
? 2 2
2 2
8
15
2 2
2 2
7
7
-9
5
-2 سرعة الإلكترون :-
sec
8.01*10
4 *8.85*10*9.1*10*3.91*10
1.6 *10
4
v m
v
mr
v e
?
?
?
?
?? ? -19
-12 -31
-6
3