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Espectro del hidrógeno

Series espectrales del átomo de hidrógeno
Se denomina espectro del hidrógeno a la emisión electromagnética propia del hidrógeno. Es conocido desde los trabajos de Kirchhoff, Bunseny Fraunhofer que todos los elementos tienen una emisión característica de ondas electromagnéticas dentro de todo el espectroelectromagnético.
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[editar]Historia
Balmer dedujo matemáticamente las relaciones entre las diferentes líneas de emisión del hidrógeno, pero no pudo explicar por qué motivo físico las emisiones seguían ese patrón.
No fue hasta el desarrollo del modelo atómico de Bohr que se pudo dar respuesta a esta incógnita. En este modelo el átomo se describe como unnúcleo con carga positiva (formado por protones y neutrones) y los electrones orbitan a su alrededor en órbitas circulares. Sólo se permiten las órbitas que cumplen que su momento angular es un múltiplo entero de la constante de Planck, h. Este modelo fue el primero que introdujo lamecánica cuántica dentro del átomo y explicaba satisfactoriamente, mediante transiciones de electrones entre las diferentesórbitas permitidas, las emisiones electromagnéticas del hidrógeno. A los múltiplos de h de cada órbita se le llamó número cuántico.
Más tarde este modelo fue superado por Sommerfeld, permitiendo órbitas elípticas y con la introducción de otros números cuánticos que explicaron teóricamente los multipletes y las emisiones de átomos de elementos más complejos. Modernamente sabemos que el espectrode emisión de un átomo coincide con los valores del espectro matemático del observable hamiltoniano del átomo.
La fórmula de Balmer generalizada por el físico suizo Walter Ritz (1878-1909) es:

donde R es la constante de Rydberg de valor 1,097 107 m-1. n y m con la interpretación de Bohr se convierten en dos números cuánticos relativos a dos órbitas diferentes (m > n), es decir, esta ecuaciónda la longitud de onda de la radiación emitida por un electrón que salta desde la órbita m a la n. En función de la órbita n de llegada del electrón de transición, se han definido diferentes series de valores que reciben los nombres de sus descubridores:
* para n=1 Serie de Lyman.
* para n=2 Serie de Balmer.
* para n=3 Serie de Paschen.
* para n=4 Serie de Brackett.
*para n=5 Serie de Pfund.

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Serie de Lyman
En Física, la Serie de Lyman es el conjunto de lineas que resultan de la emisión del átomo del hidrógeno cuando un electrón transita de n ≥ 2 a n = 1 (donde n representa el número cuántico principal referente al nivel de energía del electrón). Las transiciones son denominadas secuencialmente por letras griegas:desde n = 2 a n = 1 es llamada Lyman-alfa, 3 a 1 es Lyman-beta, 4 a 1 es Lyman-gamma, etc.
La primera línea en el espectro ultravioleta de la serie de Lyman fue descubierta en 1906 por el físico de la Universidad de Harvard llamado Theodore Lyman, quien estudiaba el espectro ultravioleta del gas de hidrógeno eléctricamente excitado. El resto de las líneas del espectro fueron descubiertas por Lymanentre 1906 y 1914. El espectro de la radiación emitido por el hidrógeno no es continuo. La siguiente es una ilustración de la primera serie de la línea de emisión de hidrógeno:

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Líneas de Balmer
En física, la serie de Balmer es el conjunto de rayas que resultan de la emisión del átomo de hidrógeno cuando un electrón transita desde un nivel n ≥3 a n = 2 (donde n representa el número cuántico principal referente al nivel de energía del electrón). Las transiciones son denominadas secuencialmente por letras griegas: desde n = 3 a n = 2 es llamada H-alpha, 4 a 2 es H-beta, 5 a 2 es H-gamma, etc.

donde RH es la constante de Rydberg para el hidrógeno (aproximadamente 109 677 cm − 1, o 1'097 x 107 m-1), l = 2 y m un entero mayor que...