طيف ذرة الهيدروجين

21
ن ي ج درو ي ه ل ا رة ذ ف ي ط ن ي ج درو ي ه ل ا ول لأ رات سط الد ب ا ي ه ر ص ن ع ي ف الدوري دول ج ل ا. ن م ون ك ي. ت ي ه ف ة ي ت ا ي م ي ك ل را ص ا ي ع ل ل ون ت رو ب و واة ن ل لا كE ش ب رون كت لI ا. ي عل ا ي ه ر ص ن ق نواجد ر تO ظ ن ل ا. ون ك ي جال ل ا عة يS ب ط ب رة ف روE كت الأ ري الد ن ي ج درو ي ه ل ا و ح ن75 . % ون ك ل ا ي ف ر ص ا ي ع ل ا لة ي ك ن م[1] ( و ا ة ي ت ا ي م ي ك ل را ص ا ي ع ل ا ن م ون ك ل ا ي ف ماذة ل ا لة ي ك مO ظ ع م ون ك ي. ت لأ ن م ما نI ، وا ة ي ت و ت ار ي ل ا لة ي ك ل ا مة لO مط ل ا ماذة ل ا ى لI ا ة اف ضI الأ ي مة لO مط ة طاف).

Transcript of طيف ذرة الهيدروجين

Page 1: طيف ذرة الهيدروجين

الهيدروجين ذرة طيفألول الهيدروجين الذرات أبسط هي في عنصر

الدوري . الجدول من تتكون فهي الكيميائية للعناصر بروتونو النواة على . إلكترونيشكل هنا نقتصر واحد األكثر النظير

. يكون الحال بطبيعة الذري وفرة % 75نحو الهيدروجينالكون . في العناصر كتلة المادة ) [1]من كتلة معظم تتكون الوإنما ، الباريونية الكتلة أو الكيميائية العناصر من الكون في

من المظلمة إلى المادة باإلضافة مظلمة .(طاقة

Page 2: طيف ذرة الهيدروجين

      اإلشعاع كّل� مدى الطيفهو الطيـف؟ ماهويسمىفي ولذلك المحتمّل الكهرومغناطيسيكثير

بالطيف      " والمصـادر المراجع منطيفاألشعاع " " أو الكهرومغناطيسيالكهرومغناطيسي"

العام      التمثيّل عن عبارة الطيفهو فإن إذا8الكهرومغناطيسية .لألمواج

Page 3: طيف ذرة الهيدروجين

كتلة أكبر وله 1838البروتون ، اإللكترون من مرةأساسية من . شحنة كثيرا أخف فهو اإللكترون أما موجبة

وشحنة . البروتون شحنة سالبة أساسية شحنة وله البروتون ) ولكنهما ) أساسية شحنة القيمة في متساويتان اإللكترونواإللكترون موجبة أساسية شحنة ذو البروتون ، معكوستان " " . عن اإللكترون لخفة ونظرا سالبة أساسية شحنة ذوغالف تشكل مدارات في البروتون حول يدور فهو البروتون . الذرة أن أي الشمس حول الكواكب تدور مثلما ذلك ، الذرة

جدا صغير شمسي نظام . هي

Page 4: طيف ذرة الهيدروجين

اقترح 1913سنة ، بور لذرة نيلز االستقرار لحساب تجريبي نموذجوجود و الهيدروجين الطيف انظر ) خطوط النموذج هذا في ، بور نموذجالمفترضة . - النواة مع تجاذب في اإللكترون يوجد النموذج هذا في

جدا بواسطة - ثقيلة الكهربية في - - القوة يتحرك و متضادة فشحنتيهماشعاعها دائرية دورانها r مدارات في الكواكب لذى التي لتلك مماثلة

انظر ) الشمس، حول جسمين (. مسألة بور ( نيلز يستوحي ) يستمد كانالناشئة النظرية من الكم تصدر نظرية الضوء أشعة أن تقول ،التيمستمرا تزداد ال الطاقة من المقادير تلك ، محددة طاقة بكمياتوبين " " . الطاقة من صغيرة وحدات هيئة في تزيد ولكنها ومتواصال

بالنك بدراسته ماكس الكم نظرية مؤسس األسود الجسم أن إلشعاع ( ) أو ) ضوء شعاع فوتون بامتصاص طاقته تزداد أن يمكن اإللكترون

) التالي النحو على ضوء شعاع بإصدار طاقته : تنخفض

Page 5: طيف ذرة الهيدروجين

الطيف الوان على يتحلل العادي الضوء أن المعلوم منزجاجي منشور خالل مر إذا الضوء, المعروفة استبدل وإذا

العادي ( أنبوبة في بوضعه الهيدروجين غاز من المنبعث باإلشعاع

) ثم مرتفع كهربائي جهد فرق بين منخفض ضغط تحت استقبل

بعض عليها يظهر فإنه فوتوغرافية لوحة على اإلشعاعحسب على اإلنبعاث بطيف مايسمى تكوfن الخطوط....الشكل

Page 9: طيف ذرة الهيدروجين

تركيبا الذرات أبسط هي الهيدروجين ذرة كانت , ولما والواقع بسيط طيف لها يكون ان

فإن الهيدروجين ذرات إثارة عند إذ تماما صحيحا ليس هذا انتثار ال المختلفة الذرات في االلكترونات

الثاني إلى األول المستوى من ينتقل وبعضها الدرجة بنفس كلهااعلى إلى مستويات عدة ينتقل اآلخر والبعض

رجوع عن تنتج متسلسالت عدة الهيدروجين بطيف تظهر لذلكالطاقة في مختلفة أدنى مستويات إلى االلكترونات

ليمان متسلسلة الترتيب على هي المتسلسالت ( (Lyman وهذه( (pascshenوباشن((balmerوبالمر

.((brackettوبراكت

Page 11: طيف ذرة الهيدروجين

طاقة يكتسب فإنه الهيدروجين غاز لتسخين االلكترون يثار عندماذرة تسمى الحالة هذه في و آخر مستوى الى مستواه يغادر تجعله

. مثارة ذرة الهيدروجين

فإنها. 3 االستقرار مستوى الى المثارة االلكترونات تعود عندماهذه تحليل عند و أشعة شكل على كهرومغناطيسية طاقة تشع

. الهيدروجين ذرة طيف ينتج االشعة

غاز. 4 عن الناتج متصل طيف سلسلة انبعاث العلماء توقع m متصال m خطيا m طيفا الناتج الطيف كان الحقيقة في لكن الهيدروجين

Page 12: طيف ذرة الهيدروجين

العالم وضع الموجية Balmerوقد االطوال لحساب معادلةمن نتجت وهي الهيدروجين ذرة طيف من المجموعة لهذه. العملية النتائج تحليل where n =3 , 4, 5, .... and l in unit of

Angstrom.

Page 13: طيف ذرة الهيدروجين

العالم اكتشفها الهيدروجين ذرة طيف من آلخرى مجموعة في Lymanهناك وهيالعالمان واكتشف البنفسجية فوق األشعة مجموعتين Bracketو Paschenمدى

 . ووضعت الكهرومغناطيسي الطيف من الحمراء تحت األشعة مدى في اخرتينالعام وفي الموجية األطوال من المجموعات هذه تحسب التي المعادالت من العديد

العالم 1890 لكل Rydbergتوصل الموجية األطوال كل لحساب واحدة معادلة إلى . الذرة من المتوقعة األنتقاالت

Page 15: طيف ذرة الهيدروجين
Page 16: طيف ذرة الهيدروجين

الهيدروجين : ( خطوططيف ينقسم ) باإلنجليزية انبعاث إلى طيف الهيدروجين ذراتوتعطي ، أطياف مجموعات عدة ريدبرج موجاتها معادلة الطيفية . أطوال الخطوط تلك تنشأبين الهيدروجين ذرة في اإللكترون انتقال من طاقة مسلسالت . مستويات وتستخدم مختلفةفي خاصة بصفة أطياف الفلك ، علم الكون في الهيدروجين وجود أماكن على التعرف بغرض

حساب في وكذلك األحمر كذلك . االنزياح عنا البعيدة السماوية األجرام في نرصده الذيتقنية بتقدم أخرى أطياف عدة .المطيافية اكتشفت

Page 17: طيف ذرة الهيدروجين

الكيميائية العناصر أطياف عن الهيدروجين طيف يختلفمثل ، و الكربوناألخرى و األكسجين أي الحديد ، وغيرها

معمليا قياسها نستطيع التي الطيف خطوط توزيع يختلفعنصر نوع يعطينا وتوزيعها ، العينة إشعال أو تسخين عند " خاصة " الطيف خطوط من بصمة عنصر لكل إذ ، العينةمكونات . لمعرفة الكيمياء في الطيفي التحليل ويستغل بهأنظر ) العناصر من .(مطيافيةعينة

Page 18: طيف ذرة الهيدروجين

معينة بقفزات الهيروجين طيف خطوط لإللكترونتقترنبين الطاقة نموذج . مستويات وأبسط الهيدروجين لذرةيعطيه الهيدروجين لذرة بور العالم نموذج اقترحه الذيالدانمركي بور لهذا . نيلز طبقا العشرين القرن مطلع في

إلى عالي طاقة مستوى من اإللكترون يقفز عندما ، النموذجpصدر ي فإنه منخفض طاقة له فوتونامستوى موجة طول معينة

Page 19: طيف ذرة الهيدروجين

. وتبدأ مسلسالت أو مجموعات في الطيف خطوط تجمعذو بالخط مجموعة كل موجة أقل) أطول أو فيها( . تردد

مسلسلة كل عن تعبر يونانية حروفا لها . وتستخدم

Page 20: طيف ذرة الهيدروجين

في الهيدروجين طيف في الخطوط تلك رؤية نستطيعيكون . الخطوط تلك وبعض نقية العينة تكون عندما المختبرمثل ) أخرى عناصر من بخطوط يختلط أن ويمكن ، خافتاخطوط الهيليومخطوط أو ، الشمس ضوء استخدمنا إذا( . النيتروجين خارج الخطوط أما الهواء في التحليل كان إذا

حيث الشمس ضوء في رؤيتها يمكن ال فهي المرئي الطيفمعظم يمتص االرض جو أن موجات أطوال

الحمراء تحت األشعة و البنفسجية فوق األشعة

Page 21: طيف ذرة الهيدروجين