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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA E.A.P. DE QUÍMICA ESTRUCTURA ATÓMICA Y MOLECULAR SERIES ESPECTRALES PROFESOR: ENRIQUE GUZMÁN LEZAMA ¿Qué podemos decir con respecto a la estructura atómica? • El término de estructura atómica se emplea habitualmente pa...

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SERIES ESPECTRALES Jose Perez del Solar

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA E.A.P. DE QUÍMICA ESTRUCTURA ATÓMICA Y MOLECULAR

SERIES ESPECTRALES PROFESOR: ENRIQUE GUZMÁN LEZAMA

¿Qué podemos decir con respecto a la estructura atómica? • El término de estructura atómica se emplea habitualmente para incluir no solo las distribuciones posibles de los electrones en torno al núcleo sino también las energías y propiedades magnéticas de aquellos, las entalpías de ionización (∆HI) y otras propiedades similares que dependen de la distribución.

 Antes de 1913, se había hecho mucho trabajo

experimental para la medida de las frecuencias de la luz que podían absorberse o emitirse por los átomos. Así se encontró que era característico de los átomos el absorber o emitir luz a ciertas frecuencias nítidamente definidas.

Modelo Atómico de Bohr  N. Bohr (1885-1962) sugiere un modelo para el átomo de H  Combina las ideas de Planck y Einstein sobre la cuantización de la energía y las de la física clásica  Propone un modelo planetario  Explica el espectro de emisión del átomo de H Planck

Modelo de Bohr: espectros de línea  El modelo de Bohr explica el espectro de líneas del átomo de H

The Balmer Lines Transitions from 2nd to higher levels of hydrogen

n=1

Ha

Hb

Hg The only hydrogen lines in the visible wavelength range.

2nd to 3rd level = Ha (Balmer alpha line) 2nd to 4th level = Hb (Balmer beta line)

…

Hydrogen Line Series Infrarrojo Visible

Ultravioleta

Las distintas series se corresponden con los saltos entre los diferentes niveles energéticos del átomo de hidrógeno.

The Balmer Lines

El espectro de los elementos es discontinuo por existir los niveles de energía en los átomos, o sea por la cuantiza-ción de la energía.

Espectro visible continuo de la luz solar

Espectro de emisión discontinuo del hidrógeno 9

Límite

Límite

109 678 102 823 97 492

27 420

V, cm -1 110 000 100 000

82 259

80 000

Lyman Ultravioleta

60 000

40 000

Límite 12 186 5 332 15 233

20 000

Balmer Visible

5 000

Paschen Infrarrojo

Aspecto del espectro de Emisión del átomo de Hidrógeno

• a.

Los tipos de líneas, se ajustan rigurosamente a las ecuaciones siguientes: Serie Ultravioleta (Lyman): V= R

b.

1 n2

n = 2, 3, 4, 5, ......

Serie Visible (Balmer): V= R

c.

1 2 1

1 1 22 n2

n = 3, 4, 5, 6, ......

Serie Infrarroja (Paschen): V= R

1 1 32 n2

n = 4, 5, 6, 7, ......

• Estas fórmulas desarrolladas por Rydberg, contienen una constante empírica R igual a 109678 cm-1. Es evidente que todas ellas son casos especiales de la fórmula general: V= R

1 2 m

m = 1, 2, 3, 4, ......

1 n2

n = (m + 1), (m + 2), (m

+ 3),

• Ejemplo: si n = 3 y m = 2, entonces: V = 109678 cm-1

1 2 2

1 32

V = 15240 cm-1

.....

Espectro del Hidrógeno SERIE

Longitud de Onda (nm)

Frecuencia (cm –1)

n

m

Lyman

93.8 95.0 97.3 102.6 121.6

106 600 105 300 102 800 97 480 82 260

6 5 4 3 2

1 1 1 1 1

Balmer

397.0 410.2 434.0 486.1 656.3

25 190 24 380 23 040 20 570 15 240

7 6 5 4 3

2 2 2 2 2

Paschen

954.6 1 005.0 1 093.8 1 281.8 1 875.1

10 470 9 950 9 142 7 801 5 333

8 7 6 5 4

3 3 3 3 3...