optički spektar h atomaki... · 2019. 10. 28. · struktura to omogudava da svaki spektar svakog...
TRANSCRIPT
-
Optički spektar H atoma
Nezavisno od hipoteze o strukturi atoma, veoma rano je bilo uočeno da se o atomima mnogo može naučiti ispitivanjem njihovih linijskih spektara.
XIX vek-uočeno na 10000 spektralnih linija raznih elemenata.
Sređeni podaci u tablicama.
-
• Cilj nauke je ne samo prikupljanje činjenica ved uspostavljanje veza između različitih pojava na bazi prikupljenih činjenica i pronalaženje uzroka za te veze.
• Masovne tablice sadrže veliki br podataka o strukturi atoma –problem je bio kako te podatke izvudi iz njih.
-
• Postojanje pobuđenih nivoa u atomu dokazano je eksper Franka i Herca 1912.g.
• Postojanje diskretnih grupa e- u el omotaču atoma ukazuje na diskretnost energetskih stanja atoma. uočena je u atomskim spektrima (optički i Rendgenovi)
• Optički spektri odnose se na spoljašnje e-, a potvrda su promene E koje odgovaraju atomskim optičkim spektrima (nekoliko eV)
• Uporedive su sa I joniz potencijalom-a to predstavlja meru za čvrstinu veze spoljašnjih e-
-
• Osobina atomskih spektara je : linijska struktura to omogudava da svaki spektar svakog elementa okarakterišemo određenim vrednostima talas duž i frekvencija.
• Pojedine grupe ili serije linija u at spektrima pokoravaju se određenim serijalnim zakonitostima.
• Ove zakonitosti jasno se vide u najprostijem od svih atoma-H.
-
• 1885.g. Balmer je pokazao da su talas dužine za 9 linija H, od kojih 4 leže u VIS oblasti spektra (400-750 nm) izraženo formulom:
• n=2 m=3,4,5…
• 3645,6Å
-
• Spektrogram ove serije H spektra, nazvane Balmerova serija-slika
Danas je poznato oko 40 linija.
• Iz spektrograma –vidi se da se razlika svaka 2 para linija smanjuje prema oblastima kradih λ.
-
• U oblasti kratkih λ linije konvergiraju ka izvesnoj granici- granica serije.
• Broj linija koje se mogu uočiti u blizini granice serije zavisi od gustine H plazme .
• Ukoliko je veda gustina uočide se vede slivanje bliskih linija u blizini granice spektra.
-
• Ekstrapolacijom za m=beskonačno dobide se λ=λ0
• Znači λ0 u Balmerovoj formuli određuje granicu serije
-
• Balmerovo otkride otvorilo novu eru u nauci o atomima.
• Runge preformulisao Balmerovu formulu u oblik:
• n=2
-
• Ridberg 1890.g. Predložio formulu:
• Ridbergova konstanta
• R=109677,576±0,012 cm-1(experimentalna)
• Kako je talasni broj
-
• Za n=2 može da se izračuna cela Balmerova serija
• Za nju experimentalno pronađeni podaci do m=37.
• U atomskim spektrima svaka linija predstavlja se prema vrednosti frekvencije-pa je ona jedna emisiona linija –nastaje prelaskom sa višeg na niži energ nivo i jednak je:
-
• Ova formula ima opšti karakter po Balmeru.
• Pretpostavio postojanje još jedne serije za koju je n=3.
• Kasnije ju je našao Pašen.
-
Lajmanova, Pašenova i druge serije H
• Uporedo sa Balmerovom serijom u spektru koji daje H u atomskom stanju zapaženo je niz drugih serija koje se predstavljaju istom formulom.
• Lajman u dalekoj UV (ultra-ljubičastoj) otkrio seriju
• U IC oblasti nađene su 3 serije: Pašenova, Breketova i Pfundova
-
• Lajmanova n=1 UV oblast (λ
-
• U isto vreme javlja se ideja da se frekvencija spektralnih linija izrazi kao razlika dva spektralna terma: Tn i Tm
• Tn=R/n2 Tm=R/m2
• Relacija važi za talasni broj bilo koje linije u spektru.
-
• Ricov kombinacioni princip-frekvencija (talasni broj) svake linije u spektru bilo kog atoma može se predstaviti kao razlika dva spektralna terma Tn i Tm.
• Stalni term i promenjeni term
• Prvi term – stalni term, konstantan daje granicu serije.
• Drugi term promenljivi tekudi term-daje razliku između granice serije i talas br linije.
-
• Važi čak i onda kada se posebni termovi ne mogu izraziti u tako jednostavnu formulu kao kod H atoma.
• Ricov kombinacioni princip se može izraziti:
• k-glavni kvantni broj osnovnog
• k’- pobuđenog stanja
-
• Primer talasni broj prelaza sa k’=4 na k=3 odgovara prvoj liniji iz Pašenove serije.
• Može se dobiti ili iz Lajmanove ili iz Balmerove serije:
• =102807-97466 =5332cm-1
• =20565-15233=5332 cm-1
-
Grotrijanov dijagram • Vezu između različituh serija
linija najlakše je uočiti iz dijagrama.
• Vertikalna osa-spektralni termovi.
• Svakom spektralnom termu se pridružuje određeni energetski nivo.
• Svaka serija ima jedan-osnovni term koji u kombinaciji sa ostalim-višim T generiše seriju
-
Smisao terma
• Polazi se od Borovog uslova za frekvenciju:
• ili
-
• Talasni broj neke linije koja je apsorbovana ili emitovana jednaka je razlici dva terma:
• Znači- term predstavlja energetsku vrednost podeljenu sa hc:
• Spektroskopska merenja omogudavaju određivanje vrednosti termova i time određivanje kvantiranih energ stanja u atomu.