What is Hydrogen spectrum?

Summary

В этом видео на канале «Химия без тайн» рассматривается спектр водорода, включая абсорбционные и эмиссионные спектры. Объясняются основные типы спектров, такие как Lyman, Balmer, Paschen, Brackett и Fund серии, а также как рассчитывать число волн с использованием формулы Ридберга. Видео подробно объясняет, как электроны в атомах водорода возбуждаются и возвращаются в исходные уровни энергии, излучая свет разных длин волн, что позволяет понять, как формируются линии спектра в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах.

Takeaways

• 😀 Введение в тему видео о спектре водорода и его различных типах: абсорбционный и эмиссионный спектры.
• 😀 Объяснение разницы между непрерывным спектром, который проявляется как радужные цвета, и атомным спектром, включающим абсорбционные и эмиссионные спектры.
• 😀 Абсорбционный спектр возникает, когда радиация проходит через образец, который поглощает определенные длины волн, оставляя темные полосы в спектре.
• 😀 Эмиссионный спектр возникает, когда атомы или молекулы поглощают энергию, возбуждаются и затем излучают радиацию, возвращаясь в исходное состояние.
• 😀 Каждый элемент имеет уникальный эмиссионный спектр, похожий на отпечатки пальцев.
• 😀 Водородный эмиссионный спектр состоит из различных спектральных линий, которые принадлежат ультрафиолетовому, видимому и инфракрасному диапазонам.
• 😀 Линии спектра водорода были названы в честь их первооткрывателей, например, серии Лаймана, Бальмера, Пашена, Бракета и Фунда.
• 😀 Уравнение Редберга описывает волновые числа всех линий водородного спектра, позволяя рассчитать их с использованием постоянной Редберга.
• 😀 При регистрации эмиссионного спектра водорода, атомы водорода в газообразном состоянии поглощают радиацию, что приводит к возбуждению электронов.
• 😀 Электрон, возвращаясь на более низкий энергетический уровень, излучает радиацию, создавая спектральные линии, которые соответствуют разным сериям (Лаймана, Бальмера и т. д.).
• 😀 Частоты спектральных линий уменьшаются с уменьшением расстояния между уровнями энергии, что объясняет переходы от ультрафиолетовых линий серии Лаймана к инфракрасным линиям серии Фунда.

Q & A

Что такое спектр водорода?

Спектр водорода представляет собой излучение, которое испускают атомы водорода при возвращении с возбужденного состояния в основное. Этот спектр состоит из отдельных линий, соответствующих различным переходам электронов между энергетическими уровнями атома водорода.

Что такое поглощение спектра?

Поглощение спектра происходит, когда непрерывный спектр излучения проходит через образец, который поглощает определенные длины волн. Эти поглощенные длины волн оставляют темные промежутки в ярком непрерывном спектре, что приводит к образованию поглощенного спектра.

Как выглядит эмиссионный спектр?

Эмиссионный спектр характеризуется линиями, которые появляются на определенных длинах волн в спектре. Эти линии возникают, когда атомы водорода поглощают энергию, а затем излучают ее при возвращении в более низкие энергетические состояния.

Какие линии наблюдаются в эмиссионном спектре водорода?

Эмиссионный спектр водорода включает линии, которые можно разделить на несколько серий: Лаймана (ультрафиолетовая область), Бальмера (видимая область), Пашена, Бракета и Фанде (инфракрасная область). Каждая серия соответствует переходам между определенными уровнями энергии.

Что такое формула Редберга и как она используется?

Формула Редберга используется для расчета волнового числа спектральных линий водорода. Она выглядит следующим образом: ν̅ = 9678 (1/n1² - 1/n2²), где ν̅ - волновое число, n1 и n2 - энергетические уровни, а 9678 см⁻¹ - постоянная Редберга.

Что такое серия Лаймана в спектре водорода?

Серия Лаймана наблюдается в ультрафиолетовой области спектра и возникает, когда электрон возвращается с более высокого энергетического уровня к первому уровню (n1 = 1).

Какая связь между переходами электронов и наблюдаемыми линиями спектра водорода?

Каждая линия в эмиссионном спектре водорода соответствует определенному переходу электрона между двумя энергетическими уровнями. Переходы на более высокие уровни энергии ведут к появлению линий в ультрафиолетовой области, а переходы на более низкие уровни приводят к линиям в видимой и инфракрасной областях.

Что такое серия Бальмера в спектре водорода?

Серия Бальмера наблюдается в видимой области спектра и возникает, когда электрон возвращается с более высокого уровня к второму уровню (n2 = 2).

Какие серии линий водородного спектра наблюдаются в инфракрасной области?

В инфракрасной области наблюдаются три серии: Пашена, Бракета и Фанде. Эти серии связаны с переходами электронов на третий (n = 3), четвертый (n = 4) и пятый (n = 5) уровни соответственно.

Как уменьшается расстояние между уровнями энергии в спектре водорода?

С увеличением значения уровня n (n = 1, 2, 3, и так далее) расстояние между энергетическими уровнями становится меньше. Это связано с тем, что энергия уровней приближается друг к другу, что влияет на частоту и длину волны спектральных линий.