Espectro de átomos de hidrógeno
El espectro de hidrógeno es el conjunto de longitudes de onda presentes en la luz que el átomo de hidrógeno es capaz de emitir.
Este espectro de luz está compuesto por longitudes de onda discretas cuyos valores vienen dados por la fórmula de Rydberg :
o :
- es la longitud de onda de la luz en el vacío ;
- es la constante de Rydberg del hidrógeno ;
- y son números enteros como .
Interpretación
El hidrógeno es el primer átomo de la tabla periódica . Está formado por un protón y un electrón . La energía del electrón en el marco de referencia baricéntrico solo puede tomar unos pocos valores discretos, llamados niveles de energía (ver el modelo de Bohr y luego el orbital atómico ). Cuando el electrón pasa de un nivel alto a un nivel más bajo, emite un fotón cuya energía es igual a la diferencia entre las de los dos niveles. Por lo tanto, la longitud de onda de la luz emitida solo puede tomar unos pocos valores discretos. A esto se le llama espectro .
Controles experimentales
- Espectro del sol.
- Lámpara de hidrógeno.
- Espectro de agua y agua pesada.
Tablas λ
Esta tabla presenta las longitudes de onda medidas. Las mediciones del NIST se encuentran entre las más precisas y completas que existen, aunque algunas de las mediciones se tomaron al vacío y otras al aire.
Además, la columna no presenta un valor medido, sino un límite en el infinito, calculado teóricamente.
| Serie n1 \ n2 { λ (nm)} |
2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Serie de Lyman ( n ' = 1) | 122 121.56701 840 000 |
103 102,5728 250 000 |
97,3 97,2517 83.000 |
95,0 94,9742 33.000 |
93,8 93,7814 19.000 |
93.0751 5,600 | 91,2 | ||||||
| Serie Balmer ( n ' = 2) | 656.2720 656.279 500.000 |
486.1330 486.135 180.000 |
434.0470 434.0472 90.000 |
410,1740 410,1734 70 000 |
397.0072 397.0075 30.000 |
388.9064 70.000 | 383.5397 30.000 | 365 | |||||
| Serie Paschen (serie Bohr) ( n ' = 3) | 1.875 1.875,13 51.000 |
1.282 1.281,8072 32.000 |
1.094 1.093,817 14.000 |
1.005 1.004,98 13.000 |
955 954,62 9000 |
923 922,97 6500 |
902 901,53 4800 |
887 886,289 3,600 | 875.046 2.200 | 866.502 2.200 | 820 | ||
| Serie Brackett ( n ' = 4) | 4.050 4.052,279 11.000 | 2.624 2.625,871 9.000 | 2,165 2,166.1178 8,000 |
1944 | 1.817 1.817,921 2.800 |
1,458 | |||||||
| Serie Pfund ( n ' = 5) | 7.460 7.459,90 |
4.650 4.653,78 4.200 |
3.740 3.740.576 2.500 |
3.300 3.296,98 1.800 |
3,040 | 2,280 | |||||||
| Serie de Humphreys ( n ' = 6) | 12,400
12 387.153 340 |
7.500 7.502,44 620 |
5.910 | 5.130 5.128,65 450 |
4.670 | 3280 | |||||||
| ( n ' = 7) | 19061,96 540 | 12.587,05 210 | ~ 4.400 | ||||||||||
| Siguiente ( n ' > 6) | Mismo |
Imprecisión
Tenga en cuenta que los valores dan una sensación de imprecisión:
- por un lado, existen discrepancias entre los valores del NIST y los valores de la NASA;
- por otro lado, para el NIST, el cambio del valor (1,2) al valor (2,4) no produce un aumento exacto de cuatro veces como predice la fórmula.
Por tanto, estas pequeñas desviaciones sugieren una imprecisión de la medición o una imprecisión de la fórmula de cálculo.
Ciertos efectos electromagnéticos también pueden influir, en particular el efecto Stark y el efecto Zeeman .
Tablas 1 / λ
Esta tabla presenta los números de onda en millones por metro, es decir, el inverso de las longitudes de onda. Por tanto, se calcula con la inversa de las longitudes de onda de la tabla anterior. Por tanto, muestra las sumas y restas fijas asociadas con un cambio de columna o un cambio de línea de acuerdo con la fórmula teórica.
| Serie n1 \ n2 {1 / λ (1 / µm)} |
2 | 3 (+1.523) | 4 (+0,5332) | 5 (+0,246847) | 6 (+0,134092) | 7 (+0.080857) | 8 (+0,052) | 9 (+0.0359) | 10 | 11 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Serie de Lyman ( n ′ = 1) |
8.196 8.225 9 |
9,708 9,749 2 |
10.277 10.282 6 |
10,526 10,529 1 |
10.661 10.663 09 |
10.744 01 | 10.965 | ||||
|
Serie Balmer ( n ′ = 2) |
1,523 | 2.057050 | 2.303897 | 2,437989 | 2,518846 | 2,739 | |||||
|
Serie Paschen (serie Bohr) ( n ′ = 3) |
0.533 | 0,780 | 0,914 | 0,995 | 1.047 | 1.083 | 1.108 | 1.127 | 1.219 | ||
|
Serie Brackett ( n ′ = 4) |
0,247 | 0.381 | 0.462 | 0.5144 | 0.5503 | 0,6858 | |||||
|
Serie Pfund ( n ′ = 5) (-0,247) |
0,1340 | 0.2151 | 0.2674 | 0.303 | 0.3289 | 0.4386 | |||||
|
Serie de Humphreys ( n ′ = 6) (-0,134) |
0.08064 | 0.13333 | 0.16920 | 0.19493 | 0.21413 | 0.30488 | |||||
| ( n ′ = 7) (-0.080857) | 0.05246 | 0.22405 | |||||||||
| Siguiente ( n ′ > 6) | Mismo |
Referencias
- NIST Atomic Spectra Database Lines Data
- Fuente NASA jf-noblet.chez-alice.fr/spectres/