Was ist die Ausgabe der Emission? (Mit Beispielen)

Er Emissionsspektrum Es ist das Spektrum der Wellenlängen des von den Atomen und Molekülen emittierten Lichts, wenn ein Übergang zwischen zwei Energiezuständen durchgeführt wird. Weißes Licht oder sichtbares Licht, das ein Prisma betrifft, wird in verschiedene Farben mit spezifischen Wellenlängen für jede Farbe unterteilt. Das erhaltene farbige Muster ist das sichtbare Strahlungsspektrum, das als Emissionsspektrum bezeichnet wird.

Atome, Moleküle und Substanzen haben auch ein Emissionsspektrum aufgrund von Lichtemission, wenn sie die geeignete Menge an Energie im Ausland aufnehmen, um zwischen zwei Energiezuständen zu reisen. Indem es dieses Licht durch ein Prisma übergeben, bricht es in spektralfarbenen Linien mit unterschiedlichen Wellenlängen jedes Elements ab.

Die Bedeutung des Emissionsspektrums besteht darin, die Zusammensetzung unbekannter Substanzen und astronomischer Objekte durch die Analyse seiner Spektrallinien unter Verwendung von Emissionsspektroskopie -Techniken zu ermöglichen.

Als nächstes wird erklärt, aus welchem ​​Emissionsspektrum einige Beispiele besteht und welche Unterschiede zwischen dem Emissionsspektrum und der Absorption erwähnt werden.

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Was ist ein Emissionsspektrum?

Die Atome eines Elements oder einer Substanz haben Elektronen und Protonen, die dank der Kraft der elektromagnetischen Anziehung vereint bleiben. Nach dem Bohr -Modell sind Elektronen so bereit, dass die Energie des Atoms so niedrig wie möglich ist. Auf dieser Ebene der Energie wird Energie als grundlegender Zustand des Atoms bezeichnet.

Wenn die Atome Energie aus dem Ausland erwerben, bewegen sich die Elektronen in Richtung eines höheren Energieniveaus und das Atom ändert ihren grundlegenden Status in einen angeregten Zustand.

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Im angeregten Zustand ist die Zeit der Beständigkeit des Elektrons sehr gering (≈ 10-8 s) (1), das Atom instabil und kehrt bei Bedarf in den fundamentalen Zustand zurück, um durch Zwischenstufe der Energie zu bestehen.

Abbildung 1. A) Emission eines Photons aufgrund des Übergangs des Atom. b) Photonenemission aufgrund des Übergangs des Atoms zwischen Zwischensenergiespiegeln.

Im Übergangsprozess eines angeregten Zustands zu einem grundlegenden Zustand sendet das Atom ein Lichtphoton mit Energie aus, die der Energiedifferenz zwischen den beiden Zuständen entspricht, und ist direkt proportional zur Frequenz V und umgekehrt proportional zu seiner Wellenlänge λ λ.

Das emittierte Photon wird als brillante Linie, die Spectral Line (2) genannt.

Interpretation des Emissionsspektrums

Einige der Atomübergänge werden durch erhöhte Temperatur oder durch das Vorhandensein anderer externer Energiequellen wie eines Lichtstrahls, eines Elektronenstroms oder einer chemischen Reaktion verursacht.

Wenn ein Gas wie Wasserstoff in eine Niederdruckkamera platziert wird und ein elektrischer Strom durch die Kammer geleitet wird, wird das Gas ein Licht mit seiner eigenen Farbe ausstrahlen, die es von anderen Gasen unterscheidet.

Wenn Sie das emittierte Licht durch ein Prisma übergeben, werden diskrete Einheiten in Form von Farblinien mit spezifischen Wellenlängen erhalten, die diskrete Mengen an Energie transportieren, anstatt einen Regenbogen zu erhalten, anstatt einen Regenbogen zu erhalten.

Die Emissionsspektrumlinien sind in jedem Element eindeutig und deren Verwendung aus der Spektroskopie -Technik ermöglicht die Bestimmung der elementaren Zusammensetzung eines unbekannten Substanz sowie die Zusammensetzung astronomischer Objekte durch Analyse der Wellenlängen der Photonen, die während des Atomübergangs emittiert werden.

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Unterschied zwischen dem Emissionsspektrum und dem Absorptionsspektrum.

In den Prozessen der Absorption und Emission hat das Atom Übergänge zwischen zwei Energiezuständen.

Die spektrale Emissionslinie ist gegen das kontinuierliche Spektrum des weißen Lichts entgegengesetzt. In der ersten wird die spektrale Verteilung in Form heller Linien beobachtet, und in der zweiten wird ein kontinuierliches Farbband beobachtet.

Wenn ein weißer Lichtstrahl ein Gas wie Wasserstoff betrifft, das in einer Kammer mit niedrigem Druck eingesperrt ist, wird nur ein Teil des Lichts von Gas absorbiert und der Rest wird übertragen.

Wenn das übertragene Licht ein Prisma überquert, zersetzt es sich in Spektrallinien mit einer anderen Wellenlänge und bildet das Gasabsorptionsspektrum.

Das Absorptionsspektrum ist völlig gegen das der Emission und ist auch spezifisch für jedes Element. Beim Vergleich beider Spektren desselben Elements wird beobachtet, dass die spektralen Emissionslinien diejenigen sind, die im Absorptionsspektrum fehlen (Abbildung 2).

Figur 2. A) Emissionsspektrum und b) Absorptionsspektrum (Autor: STKL. Quelle: https: // Commons.Wikimedia.org/wiki/main_page)

Beispiele für Emissionsspektren chemischer Elemente

a) Die Spektrallinien des Wasserstoffatoms im sichtbaren Bereich des Spektrums sind eine rote Linie 656.3 nm, ein hellblau von 486.1nm, ein dunkelblau von 434nm und ein sehr schwaches Violett von 410 nm. Diese Wellenlängen werden aus der Balmer -Rydberg -Gleichung in seiner modernen Version (3) erhalten.

Es ist die Wellenanzahl der Spektrallinie

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Es ist Rydbergs Konstante (109666.56 cm-1)

ist das höchste Energieniveau

ist das höchste Energieniveau

Figur 3. Wasserstoffemissionsspektrum (Autor: Adrignola. Quelle: Commons.Wikimedia.Org

b) Das Heliumemissionsspektrum hat zwei Serien von Hauptlinien, eine im sichtbaren Bereich und eine in der Nähe des Ultravioletts. Peterson (4) verwendete das Bohr -Modell, um eine Reihe von Heliumemissionsleitungen im sichtbaren Spektrumabschnitt zu berechnen Ergebnisse. Die gewonnenen Wellenlängen sind 468.8nm, 450.1nm, 426.3nm, 418.4nm, 412.2nm, 371.9nm.

c) Das Natriumemissionsspektrum hat zwei sehr brillante 589nm- und 589 -Linien.6nm genannt Zeilen d (5). Die anderen Linien sind viel schwächer als diese und für praktische Zwecke wird berücksichtigt, dass alle Natriumlicht aus den D -Linien stammen.

Verweise

1. Messung der Lebensräume des angeregten Zustands des Wasserstoffatoms. V. ZU. Ankudinov, s. V. Bobashev und e. P. Andreev. 1, 1965, Sowjetphysik Jetp, Vol. 21, pp. 26-32.
2. Demtröder, w. Laserspektroskopie 1. KAISERSLAUTERN: Springer, 2014.
3. D.K.Rai, s.N Thakur und. Atom, Laser und Spektroskopie. Neu -Delhi: Phi Learning, 2010.
4. BOHR Revisited: Modell und Spektrallinien von Helium. Peterson, c. 5, 2016, Journal of Young Investigators, vol. 30, pp. 32-35.
5. Journal of Chemical Education. J.R. Bewerben, f. J. Yonke, r. ZU. Edgington und s. Jakobs. 3, 1993, vol. 70, pp. 250-251.