Espectros
Cuando la luz natural pasa a través de un prisma, esta se descompone en una gama de colores que llamamos espectro.
El invento de aparatos espectroscópicos permitió el estudio de los espectros de los diferentes elementos. Así, se pueden diferenciar diferentes tipos de espectros y clasificarlos. Cada sustancia, dependiendo de su estado y su temperatura, emite radiaciones electromagnética con un espectro que las distinguen.
Los espectros pueden ser:
CONTINUOS |
| Característico de los sólidos y los líquidos calentados, así como del plasma a temperatura muy alta, donde las partículas poseen una fuerte interacción. Están presentes todas las longitudes de onda. El carácter continuo se debe a las propiedades de los átomos y a la interacción entre ellos. |
|---|---|---|
DE BANDAS |
| Están formados por franjas coloreadas separadas por franjas oscuras. Emitido por los gases moleculares excitados, cuyas moléculas están débilmente enlazadas. |
DE RAYAS O LÍNEAS |
| Producido por los gases monoatómicos excitados, entre cuyos átomos no se ejerce una fuerte interacción. El carácter discreto se debe a que son producidas por los átomos aislados que no interactúan entre si. |
Varios investigadores, estudiando el espectro de emisión del hidrógeno, descubrieron que tenía varias series espectrales, compuestas por rayas aisladas cuyas longitudes de onda dependían de la combinación de algunos números naturales. Para cada una de estas series se obtuvieron fórmulas empíricas, cuyo sentido no se logró desentrañar en ese momento. Analicemos algunas de ellas.
Estudio de caso : Estudio del espectro del hidrógeno
En 1885 el profesor sueco J. J. Balmer (1825-1898) dio el primer paso serio en el estudio del espectro del hidrógeno. pues en su artículo “Notas relativas a
las líneas espectrales del hidrógeno” presentó una fórmula empírica que describía perfectamente el espectro de rayas del hidrógeno en la zona visible (las rayas roja, verde, azul y violeta).
El modelo atómico de Bohr aplicado al átomo de hidrógeno proporciona una fundamentación teórica a la fórmula empírica de Balmer.
Las cuatro rayas espectrales de la serie de Balmer corresponden a las transiciones desde los niveles energéticos de n = 3, 4, 5 y 6 hasta el nivel n = 2; es decir, desde los estados con energía E3, E4, E5 y E6 hasta el estado de energía E2.
Haciendo nf = 1 y 3 en la ecuación, se obtienen en las fórmulas espectrales para la llamadas series de Lyman (en la zona ultravioleta)
¿Cómo determinar la longitud de onda de cada una de las rayas de la serie de Balmer?
Solución
Análisis comparativo de las longitudes de onda
¿Cómo calcular la longitud de onda límite (λlím) ?
Otros espectros atómicos
Serie de Paschen | Serie de Lyman |
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Fundamental : Resumen de las series: Balmer, Paschen y Lyman
Saber más :
De acuerdo al mecanismo de interacción de la radiación con la sustancia en:
Espectro de emisión | Caracterizado por rayas o bandas claras sobre un fondo oscuro. Aparece durante la desexcitación de las sustancias. |
Espectro de absorción | Caracterizado por rayas o bandas oscuras sobre el espectro continuo. Aparece durante la excitación de las sustancias. |
: Resumen
Cuando un electrón pasa de un nivel de energía a otro, emite un fotón con una energía determinada. Estos fotones dan lugar a líneas de emisión en un espectroscopio. Las líneas de la serie de Lyman corresponden a transiciones al nivel de energía más bajo o fundamental. La serie de Balmer implica transiciones al segundo nivel. Esta serie incluye transiciones situadas en el espectro visible y asociadas cada una con un color diferente.
