الطيف الخطي لذرة الهيدروجين سلاسل الطيف الخطي الطيف الخطي للهيدروجين
يتم دراسة مستويات الطاقة في ذرة الهيدروجين و الإنتقالات بين الإلكترونات. و هذه الإنتقالات سوف تؤدي إلى طيف انبعاث أو امتصاص و السؤال الأهم هو مما يتكون طيف الانبعاث الذري للهيدروجين.
الطيف هو ضوء صادر أو ممتص من المادة نتيجة إنتقالها من مستوى إثارة عالى إلى مستوى إثارة أقل. فقد يكون صادر من الذرة ككل هي التي تنتقل من مستوى طاقة (تذبذب) لأخر مثل إشعاع الجسم الأسود أو قد تكون بسبب انتقال ألكترونات الذرة وفي هذه الحالة يسمى الطيف الذري أو الخطي.
أولا ما معنى الطيف الخطي لذرة الهيدروجين وكيف ينشأ؟ يمكن أن ينتقل الإلكترون من المستوى الثاني n=2 إلى المستوى الأول n=1 أو المستوى الثالث إلى المستوى الأول و هكذا. هذه الانتقالات يصاحبها إمتصاص أو انطلاق طاقة وهذه الطاقة في صورة ضوء (طيف). وهي انتقالات كثيرة ويمكن تقسيمها إلى مجموعة اقسام كل قسم يسمى سلسلة أو متسلسلة من سلاسل الطيف ويتضح من هذا المثال معنى كلمة سلسلة او متسلسلة فهو ليس خطا ً طيفا واحدا ولكنه مجموعة من الخطوط. وأخيرا سوف يتم التركيز على الطيف الخطي الصادر من عنصر الهيدروجين على أساس انه أبسط العناصر.
وهذه السلاسل تتضح عند تحليل الطيف الناتج من الهيدروجين الذري المثار. فالطيف الخطي لذرة الهيدروجين هو الاشعاع الناتج أو الممتص نتيجة انتقال الإلكترونات بين مستويات الطاقة في ذرة الهيدروجين. و لمعرفة كيف يحدث ذلك لابد أولا من دراسة مستويات الطاقة في ذرة الهيدروجين أي مقدار طاقة كل مستوى. و تحديد الانتقالات الممكنة بين مستويات الطاقة و تقسيمها إلى سلاسل.
طاقة المستويات في ذرة الهيدروجين يمكن كتابتها بهذه الصورة
حيث ان n رقم المستوى. ونجد أن الاشارة السالبة تشير إلى أن الالكترون في هذا المستوى يكون مرتبطا بالنواة. و يتضح انه كلما زاد رقم المستوى أي ابتعدنا عن النواة سوف تقل الطاقة اللازمة لتحرير الألكترون. و أيضا يقل فرق الطاقة بين المستويات.
و بالنسبة إلى السالب فهي تعني أن الإلكترون مقيد بطاقة قدرها 13.6 إلكترون فولت. بعبارة أخرى يحتاج إلكترون هذا المستوى 13.6 الكترون فولت للتحرر من الذرة. و تحول وحدة الألكترون فولت إلى جول بضربها في شحنة الإلكترون
1.6×10-19C
الألكترون مقيد بطاقة قدرها 3.4 إلكترون فولت. بعبارة اخرى يحتاج الإلكترون هذا المستوى 3.4 الكترون فولت للتحرر من الذرة.
الألكترون مقيد بطاقة قدرها 1.5111 إلكترون فولت. بعبارة اخرى يحتاج الإلكترون هذا المستوى 1.5111 الكترون فولت للتحرر من الذرة.
و هكذا و يمكن للألكترونات الأنتقال بين مستويات الطاقة.
عند انتقال الإلكترون من مستوى أقل إلى مستوى أعلى فإنه يلزم طاقة لمثل هذا الانتقال وهذة الطاقة تساوي فرق الطاقة بين المستويين للحفاظ على قانون حفظ الطاقة. و هذه الطاقة الممتصة تكون في صورة ضوء أي فوتون ويطلق علية في هذة الحالة طيف امتصاص.
و عند انتقال الإلكترون من مستوى اعلى الى مستوى اقل فانه سوف يبعث فرق الطاقة بين المستويين في صورة ضوء و الذي سوف يسمى بطيف الانبعاث. وبالطبع طاقة طيف الامتصاص بتساوي طاقة طيف الانبعاث إذا كان الالكترون ينتقل بين نفس المستويات.
طالما انه طيف انبعاث ذلك يعني أن الالكترون ينتقل من المستوى الأعلى إلى المستوى الأقل ويمكن للذرة أن تكون مثارة في أي مستوى وعندما يعود الالكترون فإنه يجد أمامه مجموعة من الإختيارات فربما يعود إلى المستوى الاول أو يعود إلى المستوى الثاني أو الثالث وهكذا. وبالتالي تم تقسيم الطيف الخطي لذرة الهيدروجين على أساس المستوى الذي سيعود إليه الإلكترون.
مجموعة من السلاسل وهم
ويتضح من الانتقالات أن الأعلى في الطاقة هي سلسلة ليمان وأقلها فوند. وإذا تحدثنا عن الأطوال الموجية فإنه سيكون العكس فإن سلسلة فوند ستكون الأكبر في الأطوال الموجية. ونجد أن بداخل كل سلسلة من هذه السلاسل
فمثلا سلسلة بالمر تتكون من عدد كبير من خطوط الطيف أكبر من حيث الطاقة (التردد) يمثل الانتقال من المستوى اللانهائي إلى المستوى الثاني و أقلهم يمثل الانتقال من المستوى الثالث إلى المستوى الثاني. وتنحصر السلسلة بين هذين الخطين. و يمكن حساب تردد الفوتون الناتج من كل انتقال عبر هذه العلاقة
تم الشرح باستفاضه في هذا الفيديو .
امتحان تقويمي اختبار على الأطياف الذرية
دروس الفصل السادس (الأطياف الذرية)
حل مسائل فيزياء serway خصوصا الفصل الحادي عشر. يتم عرض المسألة و أسفلها فيديو الحل و pdf خاصة بالحل. و…
حل مسائل فيزياء serway خصوصا الفصل العاشر. يتم عرض المسألة و أسفلها فيديو الحل و pdf خاصة بالحل. و هذه…
est 2 Biology exams pdf to be downloaded for 2020 and 2021 with all the key answers
رؤية التعليقات
رائع
بالتوفيق دكتورة منى