Σύμφωνα με το μοντέλο του ατόμου υδρογόνου, πώς παράγεται το φάσμα εκπομπών;
1. Επίπεδα ενέργειας: Το μοντέλο BOHR περιγράφει το άτομο υδρογόνου ως έχει συγκεκριμένα επίπεδα ενέργειας, που υποδηλώνεται από τον κύριο κβαντικό αριθμό (N). Το χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας (n =1) ονομάζεται κατάσταση εδάφους, ενώ τα υψηλότερα επίπεδα (n =2, 3, 4 ...) ονομάζονται διεγερμένες καταστάσεις.
2. διέγερση: Όταν ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο υδρογόνου απορροφά την ενέργεια, πηδά σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας. Αυτό μπορεί να προκληθεί με διάφορα μέσα, όπως συγκρούσεις με άλλα σωματίδια, απορρόφηση φωτός ή ηλεκτρική εκκένωση.
3. χαλάρωση: Το διεγερμένο ηλεκτρόνιο είναι ασταθές και τελικά θα πέσει πίσω σε χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται χαλάρωση.
4. εκπομπή φωτονίων: Καθώς το ηλεκτρόνιο μεταβαίνει από υψηλότερο επίπεδο ενέργειας σε χαμηλότερο, απελευθερώνει την υπερβολική ενέργεια ως φωτόνιο φωτός. Η ενέργεια του εκπεμπόμενου φωτονίου είναι ίση με τη διαφορά στην ενέργεια μεταξύ των δύο επιπέδων.
5. Ειδικές συχνότητες: Δεδομένου ότι τα επίπεδα ενέργειας στο άτομο υδρογόνου είναι κβαντισμένα, είναι δυνατές μόνο συγκεκριμένες ενεργειακές διαφορές. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την εκπομπή φωτονίων με συγκεκριμένες συχνότητες (και επομένως μήκη κύματος), τα οποία αντιστοιχούν στις γραμμές που παρατηρούνται στο φάσμα εκπομπών υδρογόνου.
Βασικά σημεία:
* Το μοντέλο BOHR προβλέπει σωστά τις παρατηρούμενες φασματικές γραμμές υδρογόνου.
* Κάθε γραμμή στο φάσμα αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη μετάβαση ηλεκτρονίων μεταξύ των επιπέδων ενέργειας.
* Η πιο εξέχουσα σειρά στο φάσμα εκπομπών υδρογόνου είναι η σειρά Lyman (UV), Balmer (ορατή) και σειρά Paschen (IR).
Παράδειγμα:
Όταν ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο υδρογόνου μεταβαίνει από το επίπεδο ενέργειας n =3 στο επίπεδο n =2, εκπέμπει ένα φωτόνιο φωτός με μήκος κύματος που αντιστοιχεί στην κόκκινη γραμμή της σειράς Balmer.
Περιορισμοί:
Ενώ το μοντέλο BOHR εξηγεί επιτυχώς το φάσμα εκπομπών υδρογόνου, έχει περιορισμούς όταν εφαρμόζεται σε πιο σύνθετα άτομα. Το μοντέλο δεν αντιπροσωπεύει τη λεπτή δομή των φασματικών γραμμών και καταρρέει για άτομα με περισσότερα από ένα ηλεκτρόνια. Η σύγχρονη κβαντική μηχανική παρέχει μια πληρέστερη περιγραφή της ατομικής δομής και των φασμάτων.
