الأطياف الذرية

أهداف الدرس
• أن يفرق الطالب بين طيف الانبعاث وطيف الامتصاص.
• أن يفسر خطوط الطيف بنموذج بور.
• أن يحسب طول موجة الخط الطيفي.

الطيف الذري
عندما يمر تيار كهربي في غاز مخلخل ينبعث ضوء، وعند تحليله بمنشور يظهر طيف خطي مكون من خطوط ملونة منفصلة، لكل عنصر خطوط مميزة تعمل كبصمة له.

أنواع الأطياف
• طيف انبعاث خطي: خطوط مضيئة على خلفية معتمة، وينتج من ذرات مثارة تعود إلى حالة أقل طاقة.
• طيف امتصاص خطي: خطوط معتمة على خلفية طيف متصل، وينتج عندما يمر ضوء أبيض في غاز فيمتص أطوالاً موجية معينة.
• خطوط الامتصاص تقع في نفس مواضع خطوط الانبعاث للعنصر نفسه.

نموذج بور
• الإلكترون يدور في مدارات مسموحة دون أن يشع طاقة.
• لكل مدار مستوى طاقة محدد.
• ينتقل الإلكترون بين المستويات بامتصاص أو انبعاث كمية طاقة (فوتون).
• طاقة الفوتون المنبعث تساوي فرق الطاقة بين المستويين:
h × f = E2 − E1

سلاسل الطيف
• سلسلة ليمان: انتقالات إلى المستوى الأول، وتقع في منطقة فوق البنفسجية.
• سلسلة بالمر: انتقالات إلى المستوى الثاني، وتقع في المنطقة المرئية.
• سلسلة باشن: انتقالات إلى المستوى الثالث، وتقع في منطقة تحت الحمراء.

• طاقة المستوى في ذرة الهيدروجين
  E = − 13.6 ÷ n² إلكترون فولت
  حيث n رقم المستوى.
• وتكون الطاقة سالبة لأن الإلكترون مرتبط بالنواة، وتقترب من الصفر عند المستويات العليا.

مثال محلول
احسب تردد الفوتون المنبعث عند انتقال الإلكترون في ذرة الهيدروجين من المستوى الثالث إلى الثاني.
E3 = − 13.6 ÷ 9 = − 1.51 إلكترون فولت
E2 = − 13.6 ÷ 4 = − 3.4 إلكترون فولت
الفرق = 1.89 إلكترون فولت = 3.02 × 10 أس سالب 19 جول
f = E ÷ h = 4.6 × 10 أس 14 هرتز

تقييم سريع
1- لماذا يعتبر الطيف الخطي بصمة للعنصر؟
2- لماذا تكون طاقة الإلكترون سالبة؟
3- أي سلسلة تقع في المنطقة المرئية من طيف الهيدروجين؟