كيف يتم توليد طيف الانبعاث الذري في الكيمياء للإجابة على هذا السؤال ، يجب أن يعرف المرء أولاً أن طيف الانبعاث الذري هو سمة لكل عنصر كيميائي على حدة ، مع معرفة الأنواع المختلفة لأطياف الانبعاث والشروط المطلوبة لظهور طيف الانبعاث.
هناك العديد من النظريات للمساعدة في فهم كيفية توليد طيف الانبعاث من قبل علماء مختلفين في هذا المجال.
جدول المحتويات
تحديد طيف الانبعاث الذري
تعريف الانبعاث الذري في الكيمياء
- يطلق عليه طيف الانبعاث الذري.
- إنه طيف من ترددات الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من ذرة أو جزيء عنصر.
- ينتقل هذا العنصر من حالة مستقرة أو عالية الطاقة إلى حالة غير مستقرة أو منخفضة الطاقة.
- حيث الطاقة المنبعثة من جسيم الفوتون تساوي فرق الطاقة بين الانتقال من حالة ثابتة إلى حالة غير مستقرة.
- حيث يوجد العديد من التحولات التي تقوم بها جسيمات الإلكترون داخل كل ذرة ولكل من هذه التحولات اختلاف معين في إنتاج الطاقة.
- عند القيام بذلك ، يتم إنشاء طيف الانبعاث الذري للعنصر من خلال هذه التحولات المتعددة ، والتي تنبعث منها عدة أطوال موجية من الإشعاع.
- هناك عناصر جديدة لم يُعرف تركيبها بعد ، وبما أن كل عنصر كيميائي له طيف انبعاث ذري خاص به يميزه عن باقي العناصر ، ففي هذه الحالة يكون طيف الانبعاث الذري هو تعريف العنصر الجديد من خلال أداءه. التحليل الطيفي.
أنظر أيضا: التكافؤ الفضي في الكيمياء
تعريف الانبعاث الذري في الفيزياء
- إنها العملية التي يتم من خلالها تحويل الحالة الميكانيكية الكمومية للجسيم من حالة طاقة عالية إلى حالة طاقة أقل من خلال انتقالات الفوتون ، وبالتالي إنتاج ضوء معين.
- دلالة تردد هذا الضوء المنبعث هي وجود الطاقة اللازمة لانتقال جسيم الفوتون.
- وفقًا لقانون حفظ الطاقة في الكون ، فإن فرق الطاقة بين حالة الطاقة العالية للذرة وحالة الطاقة المنخفضة هو مقدار الطاقة التي يحملها جسيم الفوتون ، مما يؤدي إلى حالات الطاقة المختلفة لهذه التحولات ، مما يعطي ترتفع إلى طيف الانبعاث الذري على مدى واسع من الترددات.
كيف يتم إنشاء طيف الانبعاث الذري في الكيمياء؟
- يتم إنتاج طيف الانبعاث الذري لعنصر كيميائي بواسطة ذرة العنصر التي تكتسب الطاقة ، وهذا يحدث أثناء تسخين العنصر الكيميائي.
- عندما تمتص ذرة هذا العنصر الكيميائي الكثير من الطاقة الحرارية ، تمتص الإلكترونات الموجودة داخل الذرة هذه الطاقة وتحولها إلى طاقة حركية.
- تكون الإلكترونات داخل ذرة العنصر في مدارات أو مستويات حول نواة الذرة وعندما تكتسب هذه الإلكترونات الطاقة ، تثير هذه الطاقة الإلكترونات وتتسبب في انتقالها إلى مستويات أعلى من المستويات الموجودة حاليًا.
- يعتبر هذا الوضع غير مستقر للذرة حيث يتم التخلص من هذه الطاقة المكتسبة بسرعة وتعود الإلكترونيات إلى مستوياتها الطبيعية.
- تنبعث هذه الطاقة المفقودة في شكل شعاع من الضوء ، أو ما يعرف بطيف الانبعاث الذري ، والذي يحمل ترددًا محددًا بشكل منفصل لكل حزمة أو طيف.
- قد يتساءل البعض لماذا تميل الإلكترونات في الذرة إلى القيام بذلك والإجابة هي أن الذرة تفضل عمومًا طاقة داخلية منخفضة للعمل على أن تكون دائمًا في حالة مستقرة ، لذلك عندما تزداد طاقة الذرة ، تلجأ الإلكترونيات إلى إعادة الترتيب. الجسيمات داخل الذرة للحفاظ على توازنها.
قد يثير هذا اهتمامك: فروع الكيمياء ومجال دراستهم
أنواع أطياف الانبعاث الذري في الكيمياء
- الآن بعد أن أصبحت الإجابة على السؤال حول كيفية توليد طيف الانبعاث الذري في الكيمياء معروفة ، من الضروري تحديد أنواع هذا الطيف الناتج من أجل التمييز بين العناصر الكيميائية المختلفة.
حيث تنقسم أنواع أطياف الانبعاث الذري في الكيمياء إلى نوعين رئيسيين على النحو التالي:
النوع الأول: طيف الانبعاث الذري في الكيمياء
هو النوع الذي يتم رؤيته عند فحص الضوء المنبعث مباشرة من العنصر الكيميائي ويتم ذلك باستخدام مقياس الطيف حيث أن كل عنصر كيميائي له طيف انبعاث مميز للضوء.
يتكون طيف الانبعاث الذري في الكيمياء من ثلاثة أشكال مختلفة:
- الطيف الذري المستمر ، أو كما يطلق عليه (بالإنجليزية: Continuous Spectrum): هو طيف يتكون من مناطق مضيئة باستمرار من جميع الأطوال الموجية.
- لذلك يحتوي هذا الطيف على جميع الألوان ، بدءًا من البنفسجي إلى الأحمر ، ونجد أن الشروط اللازمة لظهور هذا الطيف هي فقط لتوفير درجة حرارة عالية للعنصر الكيميائي.
- الطيف الذري الخطي المنبعث أو كما يطلق عليه (بالإنجليزية: line range): هو مجموعة من الخطوط الحادة ذات أطوال موجية محددة ، وهذا النوع من الطيف هو السمة الرئيسية للمادة المنبعثة ، والتي من خلالها ينبعث نوع الغاز. تم تحديده.
- طيف انبعاث التردد الذري أو كما يطلق عليه (بالإنجليزية: Band Spectrum): يتكون من سلسلة من الخطوط المضيئة.
- التي لها حافة حادة في أحد طرفيها بينما الطرف الآخر خالٍ من تلك الخطوط.
النوع الثاني: طيف الامتصاص الذري في الكيمياء
- ينتج هذا النوع من الطيف عن طريق تمرير الطيف المنبعث لعنصر كيميائي من خلال مادة تمتصه.
- ثم يتم فحص طيف الامتصاص هذا باستخدام مقياس طيف ضوئي للحصول على القيمة المطلقة لطيف الامتصاص.
يتكون طيف الامتصاص عادة من ثلاثة أنواع:
- طيف الامتصاص المستمر أو كما يطلق عليه (بالإنجليزية: طيف الامتصاص المستمر).
- طيف الامتصاص من النوع الخطي أو كما يطلق عليه (Line Absorption Spectrum).
- طيف امتصاص النطاق أو كما يطلق عليه (بالإنجليزية: Band Absorption Spectrum).
تابعنا: الأعداد الذرية والكتلة للعناصر الكيميائية
حول طيف الانبعاث الذري للهيدروجين
- هنا نأخذ عنصر الهيدروجين كمثال لمعرفة كيفية تكوين طيف الانبعاث الذري في الكيمياء لأنه أحد أطياف الانبعاث المكتشفة الأولى
- تم اكتشافه عند تحليل طيف الانبعاث الذري لأشعة الشمس.
- من الواضح أن هناك نوعين من الأطياف ، أطياف الهيدروجين وأطياف الهيليوم.
- أدى ذلك إلى استنتاج مفاده أن المركبات الرئيسية في تكوين الشمس هي عنصري الهيدروجين والهيليوم.
- استطاع العالم (فراونهوفر) شرح طبيعة هذا الطيف.
- بشكل عام ، أدرك عدد من الفيزيائيين أن الذرة تصدر أشعة طيفية قبل عام 1885 م.
- لكنهم لم يعرفوا كيفية حساب موضع كل سطر من الطيف المنبعث.
- حتى اشتق العالم بالمر معادلته لحساب الخطوط الأربعة في الضوء المرئي.
- استندت معادلة بالمر إلى معادلات الفيزياء السابقة في المجال ، بما في ذلك معادلة ليمان الطيفية.
- معادلة باشن الطيفية ومعادلة براكيت الطيفية.
- تصف كل هذه المعادلات أطياف الانبعاث أو الامتصاص لذرة الهيدروجين.
- أثبت بالمر وجود خمسة أطياف انبعاث مختلفة لذرة الهيدروجين.
- تتميز هذه الأطياف بمستوى الطاقة N الذي يعود إليه الإلكترون بعد فقد الطاقة.
- تؤدي إعادة الإلكترون إلى المستوى الأول (N = 1) إلى انبعاث مجموعة من الفوتونات التي تنتمي إلى مجموعة أطياف ليمان.
- ومع ذلك ، عندما انتقل الإلكترون إلى مستوى أعلى (N = 2) ، فإن مجموعة الفوتونات الناتجة تنتمي إلى أطياف بالمر.
كيف يتم توليد طيف الانبعاث الذري في الكيمياء ، ويتم ذلك من خلال اكتساب العنصر الكيميائي للطاقة من مصدر خارجي ، ويختلف الطيف المنبعث من عنصر إلى آخر ، وهي سمة مميزة وحصرية لهذا العنصر.