El espectro del átomo de hidrógeno se refiere al espectro obtenido al emitir o absorber fotones de diferentes longitudes de onda y energías cuando los electrones del átomo de hidrógeno pasan a diferentes niveles de energía. Introducción básica Nombre chino: Espectro atómico del hidrógeno Nombre extranjero: espectro atómico del hidrógeno Características: El espectro atómico del hidrógeno es una introducción del espectro de líneas discontinuas, sistemas de seis líneas, series Lehmann, series Balmer, series Paschen, series Bragg, series Pu Fender, series Humphry, Fórmula de Rydberg, ver Introducción: El espectro del átomo de hidrógeno se refiere al espectro obtenido al emitir o absorber fotones de diferentes longitudes de onda y energías cuando los electrones del átomo de hidrógeno hacen la transición a diferentes niveles de energía. El espectro de los átomos de hidrógeno es un espectro de líneas discontinuas y puede haber líneas espectrales en ondas de radio, microondas, luz infrarroja, luz visible y luz ultravioleta. Según el nivel de energía después de la transición electrónica, el espectro se puede dividir en diferentes sistemas de líneas. En teoría, existen sistemas de líneas infinitos, y los primeros seis sistemas de líneas comúnmente utilizados llevan el nombre de sus descubridores. Sistemas de seis líneas El átomo de hidrógeno ( ) está compuesto por un protón y un electrón y es el átomo más simple. Por lo tanto, su espectro siempre ha sido la base principal para comprender la teoría de la estructura material. Para estudiar su espectro, la energía puede ser proporcionada por el mundo exterior, de modo que después de que los electrones salten a un nivel de energía alto, salten de nuevo a un nivel de energía bajo y emitan fotones con energía igual a la diferencia de energía entre los dos niveles de energía altos. y niveles bajos, para luego utilizar rejillas, prismas o interferómetros para analizar su energía e intensidad de fotones, se puede obtener su espectro de emisión. O si se utiliza una fuente de luz de energía e intensidad conocidas para iluminar los átomos de hidrógeno, los átomos de hidrógeno absorberán fotones con la misma diferencia de nivel de energía, formando así una línea oscura en esa energía. Otro método es analizar átomos de hidrógeno del espacio exterior. No es muy fácil obtener el espectro de los átomos de hidrógeno puro, principalmente porque el hidrógeno tiende a existir como diatomeas y moléculas en la naturaleza, pero los científicos aún pueden usar tubos de rayos catódicos para romperlo. hasta formar átomos individuales. Se puede dividir en las siguientes series según el científico que la descubrió y la sección de energía en la que se encuentran las líneas espectrales. Cada línea espectral de la serie se nombra con letras griegas como α, β, etc.: Serie de Lehmann principal. artículo: Número cuántico principal del sistema de Leymann n Cuando los electrones mayores o iguales a 2 pasan al nivel de energía de n = 1, la serie de líneas espectrales producidas se denomina "serie de Leimann". La energía de esta serie de líneas espectrales se encuentra en la banda ultravioleta. Serie de Balmer Artículo principal: Serie de Balmer Los electrones con número cuántico principal n mayor o igual a 3 pasan al nivel de energía de n = 2, y la serie de líneas espectrales producidas se denomina "serie de Balmer". El sistema Balmer tiene cuatro líneas espectrales en la banda de luz visible, por lo que fue el primer sistema de líneas descubierto. En 1885, J.J Balmer (Suiza, 1825-1898) localizó en la banda de luz visible, con energía en 410,12 nanómetros, 434,01 nanómetros, 486,07 nanómetros, 656,21 nanómetros y otras líneas espectrales, expresadas mediante la siguiente fórmula empírica: , m = 3, 4, 5, 6..., esta ecuación se llama ecuación de fórmula de Balmer. Artículo principal de la serie Paschen: Los electrones de la serie Paschen cuyo número cuántico principal n es mayor o igual a 4 saltan al nivel de energía n = 3, y la serie de líneas espectrales producidas se denomina "serie Paschen", que fue descubierta por Paschen en 1908. Ubicado en la banda de luz infrarroja. Artículo principal de la serie Bragg: Sistema de líneas de Bragg Los electrones con número cuántico principal n mayor o igual a 5 pasan al nivel de energía n = 4, lo que resulta en una serie de líneas espectrales llamadas "serie de Bragg", descubiertas por Bragg en 1922, ubicadas en banda de luz infrarroja. Artículo principal de la serie Puffender: Los electrones de la serie Puffender cuyo número cuántico principal n es mayor o igual a 6 saltan al nivel de energía de n = 5, y la serie de líneas espectrales producidas se denomina "serie Puffender", que fue propuesta. por Puffender en Descubierto en 1924, se encuentra en la banda de luz infrarroja. Artículo principal de la serie de Hanfrey: Los electrones con número cuántico principal n mayor o igual a 7 en la serie de Hanfrey saltan al nivel de energía de n = 6, lo que resulta en una serie de líneas espectrales llamadas "serie de Hanfrey". Hanfrey en 1953 y se encuentran en la banda de luz infrarroja. Fórmula de Rydberg Artículo principal: Fórmula de Rydberg En 1889, el físico sueco Johannes Robert Rydberg resumió la serie anterior de líneas espectrales en una fórmula empírica para la línea espectral del átomo de hidrógeno: Ver el modelo de Bohr
Hidrógeno
Fórmula Rydberg
Espectro de emisión
Línea de 21 cm