series espectrales

SERIES ESPECTRALES
Espectros atómicos.
Cuando a los elementos en estado gaseoso se les suministra energía (descarga eléctrica, calentamiento...) éstos emiten radiaciones de determinadas longitudes de onda.
Estas radiaciones dispersadas en un prisma de un espectroscopio se ven como una serie de rayas, y el conjunto de las mismas es lo que se conoce como espectro de emisión.
Igualmente, si unaluz continua atraviesa una sustancia, ésta absorbe unas determinadas radiaciones que aparecen como rayas negras en el fondo continuo (espectro de absorción).
Series espectrales.
Las diferentes líneas que aparecieron en el espectro del hidrógeno se podían agrupan en diferentes series cuya longitud de onda es más parecida:
·       Serie Lyman:        zona ultravioleta del espectro.
·      Serie Balmer:       zona visible del espectro.
·       Serie Paschen     zona infrarroja del espectro.
·       Serie Bracket:      zona infrarroja del espectro.
·       Serie Pfund:         zona infrarroja del espectro.
Ley de Rydberg. ·
La relación entre las longitudes de onda de las distintas rayas del espectro del hidrógeno viene dada por la expresión:
1/ = RH · [(1/n12) - (1/n22)]
Donde n1y n2 son números naturales, cumpliéndose siempre que  n2 > n1, con lo que el paréntesis queda positivo. R es una constante llamada constante de Rydberg cuyo valor es: R = 1,0968 x 107 m–1.
·       Si n1 = 1; n2 = 2, 3, 4, 5, ...           Serie Lyman
·       Si n1 = 2; n2 = 3, 4, 5, 6, ...           Serie Balmer
·       Si n1 = 3; n2 = 4, 5, 6, 7, ...           Serie Paschen
·       Si n1 =4; n2 = 5, 6, 7, 8, ...           Serie Bracket
·       Si n1 = 5; n2 = 6, 7, 8, 9, ...           Serie Pfund .
 
Serie
nf
ni
Región del espectro
Lyman
1
2,3,4,...
Ultravioleta
Balmer
2
3,4,5,...
Visible y UV
Paschen
3
4,5,6,...
Infrarrojo
Brackett
4
5,6,7,...
Infrarrojo
 
 
EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
Espectro electromagnético Completo

Relaciones FundamentalesRelación entre la longitud de onda (), la frecuencia () y la velocidad de propagación:() de la luz en el vacío::

Relación entre la velocidad de propagación de la luz en el vacío ( ), la perimitividad ()y la permeabilidad: ()::

donde:



Relación entre la energía de un fotón (cuantum de energía electromagnética) y la frecuencia de la onda electromagnética:
Ecuación de Planck:

donde h es laconstante de Planck:


Bohr, basándose en la interacción electrostática y en las leyes del movimiento de Newton demostró que la energía que tiene el electrón en el átomo de hidrógeno viene dado por:

Donde RH la constante de Rydberg tiene un valor de:    RH= 2,18· 10 -18 J
La variación de energía de una transición vendrá dada, según la ecuación de Planck por:

donde h es la constante dePlanck: h=6,63·10-34 J·s
 

 



 
Solución A.3
Es un proceso de emisión de energía, pues nf < ni . Cómo ni = 2, esta transición da lugar a una línea espectral de la serie de Balmer en la región del visible.
Böhr, basándose en la interacción electrostática y en las leyes del movimiento de Newton demostró que la energía que tiene el electrón en el átomo de hidrógeno viene dado por:

 
  
La variación de energía de una transición vendrá dada, según la ecuación de Plank por:
Donde RH la constante de Rydberg tiene un valor de 2,18·10-18 J

 
Sustituyendo obtenemos que:

Con lo que la longitud de onda correspondiente a dicha transición, vendrá dada por:
 

 
Solución:  l= 434 nm
La cual corresponde a la región visible de la radiación electromagnética
 
Espectros deemisión y espectros de absorción:
Cuando un elemento irradia energía no lo hace en todas las longitudes de onda. Solamente en aquellas de las que está “provisto”. Esas longitudes de onda sirven para caracterizar, por tanto, a cada elemento. También ocurre que cuando un elemento recibe energía no absorbe todas las longitudes de onda, sino solo aquellas de las que es capaz de “proveerse”. Coinciden...