¿Por qué el espectro de emisión de hidrógeno se compone de líneas?

Debido a la naturaleza cuántica del hidrógeno y otros elementos. La emisión es un movimiento de electrones de un orbital molecular (MO) anti enlazante superior a un MO de enlace inferior. Esta transferencia es de acuerdo con la ecuación de Plank-Einstein:

dE = h * [math] d [/ math] W

Aquí dE es la diferencia entre las dos energías MO;

DW la diferencia entre las frecuencias.

h es la constante del tablón.

Esta transferencia de electrones se lleva a cabo de acuerdo con la famosa ecuación dada por los experimentos espectrales y matemáticamente derivada por Nils Bohr:

dE = k (1 / n1–1 / n2)

donde n1 y n2 son números cuánticos de los diferentes MOs, donde n1 y n2 son números enteros. Esto significa que el espectro de energía no es continuo sino discreto. Por lo tanto, los espectros de absorción y emisión de acuerdo con la ecuación de Plank-Einstein anterior también son discretos, es decir, consisten en líneas (frecuencias discretas).

Los electrones en un átomo o molécula están en niveles de energía u orbitales. Al absorber un fotón de la energía correcta, serán excitados a un nivel de energía más alto, si en un nivel de energía más alto pueden relajarse a un nivel más bajo emitiendo un fotón. Cada especie tiene un conjunto diferente de transiciones permitidas; La luz recogida de una sustancia contiene la luz emitida o se agota de la luz absorbida por la sustancia en función de las condiciones [T, P, condiciones de excitación, etc.]. Los espectros atómicos tienen transiciones monocromáticas agudas que consisten en muy pocas frecuencias. Para medir estas frecuencias se utiliza un espectrómetro o espectrógrafo. Las lentes reúnen el foco de luz en una rendija que lo proyecta en una rejilla o prisma que extiende la luz en una barra larga según la longitud de onda [rejilla] o la frecuencia [prisma]. Las líneas de emisión se muestran como líneas brillantes en esta barra, de ahí las líneas de nombre. Si es un espectro continuo, las líneas de absorción serán líneas oscuras. Por supuesto, los fotómetros o las películas se utilizan para registrar los espectros, aunque en el espectro visible se pueden ver visualmente. Los espectros abarcan desde rayos gamma, rayos x, rayos ultravioleta, visible, infrarrojo, microondas, ondas de radio que muestran diferentes transiciones y requieren diferentes equipos y técnicas.

El espectro de emisión de hidrógeno atómico se divide en varias series espectrales, con longitudes de onda dadas por la fórmula de Rydberg. Estas líneas espectrales observadas se deben a las transiciones de generación de electrones entre dos niveles de energía en el átomo.

El número de líneas no es igual al número de electrones en un átomo. Por ejemplo, el hidrógeno tiene un electrón, pero su espectro de emisión muestra muchas líneas. En su lugar, cada línea de emisión representa un salto diferente en la energía que podría hacer un electrón de un átomo.

El espectro de emisión se obtiene suministrando energía (calentando) una cámara de moléculas y graficando las ondas emitidas. Por lo tanto solo se pueden ver ciertas líneas.

pero en el espectro de absorción las ondas pasan a través de una cámara de átomos. Las ondas resultantes no contienen la energía absorbida. Por lo tanto, hay líneas oscuras y áreas coloreadas en el espectro de absorción.