شرح طيف ذرة الهيدروجين ـ سلسلة بالمر

خطوط الامتصاص ـ طيف ذرة الهيدروجين

خطوط الإمتصاص ـ طيف ذرة الهيدروجين

طيف ذرة الهيدروجين : هو طيف خطي يحتوي على عدد محدد من الأطوال الموجية توحي بانتظام وتناسق محددين بحيث تصنف في مجموعات تسمى بالسلاسل الطيفية.* لقد أحدث الانبعاث الطيفي للعناصر الكيميائية قدراً كبيراً من المشاكل المختلفة ، فجعل العلماء يجتهدون في صياغة النظريات حول البنية الداخلية للذرة (علل)لأنهم وجدوا أن الطيف لأي عنصر يتألف من أطوال موجية ، توحي بانتظام وتناسق محددين بحيث يمكن أن تصنف في مجموعات سميت بسلاسل الأطياف .

*ـ أجرى العلماء دراسة لطيف ذرة الهيدروجين فوجدوا أن خطوطه تظهر في تراتيب منتظمة متناسقة 

*ـ إن أهم الخصائص المميزة لهذه التراتيب المتناظرة المنتظمة هي 

1- أن الفرق في الأطوال الموجية بين مختلف الخطوط يتناقص بسرعة كلما اتجهنا نحو الموجات الأقصر طولاً . (كما بالشكل (8))

2- إن هذه الخطوط الطيفية ذات التراتيب المنتظمة جعلت العلماء يفكرون في التعبير عنها بسلاسل من نوع السلاسل الجبرية أو الهندسية , ولكن لسوء الحظ لم توجد أي سلسلة منها يمكن أن تعبر عن هذه الخطوط 

*ـ في عام 1885م نجح الرياضي السويسري بالمر بعد كثير من الجهد والدراسة أن يضع صيغة رياضية تجريبية يمكن بواسطتها حساب الأطوال الموجية لخطوط الطيف المرئي لذرة الهيدروجين المقاسة تجريبياً, هذه الصيغة الرياضية هي :

حيث ( l ) هي الطول الموجي للخط الطيفي ، ومقلوبه يسمى العدد الموجي

   (ن) عدد صحيح ≥ ( 3 ،4   ،5 ،  6 ,........... )    

   (RH) ثابت ريدبيرج (تكريما للعالم السويسري ريدبيرج الذي ساهم في تطوير صيغة بالمر وقيمته للهيدروجين =109747.58 سم^-1

 ووحدة قياسه هي مقلوب وحدة قياس الطول ، وهي (  = سم^-1) أو (  = م^{- 1})

س: ما المقصود: العدد الموجي .   وزاري( 2009-2010م)

جـ:............................................................................................

*ـ ملاحظات : بالتعويض في سلسلة بالمر عن قيم خطوط طيف ذرة الهيدروجين الموضحة في الشكل (8) سنجد أننا :

1ـ نحصل على الخط الأول والثاني والثالث والرابع على التوالي التي تظهر في الطيف المرئي لذرات الهيدروجين وذلك عن طريق إعطاء (ن) قيم صحيحة بحيث (ن ≥3) وهذه الخطوط ذات ترددات وأطوال موجية مختلفة ويرمز لها على الترتيب: H_α , H_β , H_γ , H_δ...H_∞

مثلاً :  نحصل على الخط الطيفي الأول الذي يرمز له بالرمز H_α عندما تكون قيمة  ( ن=3 )

 نحصل على الخط الطيفي الثاني الذي يرمز له بالرمز H_β عندما تكون قيمة  ( ن=4 )

نحصل على الخط الطيف الثالث الذي يرمز له بالرمز H_γ عندما يكون قيمة  ( ن=5 ) وهكذا لبقية الخطوط الطيفية

2ـ كلما زادت قيمة (ن) تصبح هذه الخطوط ( هذه الأطوال الموجية ) , متقاربة أكثر فأكثر حتى أنها تصبح مندمجة في النهاية في خط واحد .

3ـ عندما (ن= ∞) الذي يناظر الطول الموجي =3646 A⁰(إنجستروم) وهو أقصر الأطوال الموجية في هذه السلسلة ،  ويسمى هذا الطول الموجي بنهاية السلسلة.

4ـ سميت هذه السلسلة (1) بسلسلة ( بالمر) تكريماً للرياضي بالمر .

5ـ لم تستطع الفيزياء التقليدية بما فيها نموذج طومسون ، تفسير الصيغة الرياضية لسلسلة بالمر وبقيت بدون تفسير نظري وظلت عبارة عن علاقة رياضية تجريبية لا تعطينا أية فكرة عن نموذج جديد للذرة أقرب إلى الحقيقة.

س:ما المقصود بـ : السلاسل الطيفية .    وزاري( 2005 ـ 2006م )

جـ: هي صيغ رياضية على شكل مجموعات محددة ومنتظمة يمكن من خلالها حساب الطول الموجي لخطوط الطيف لذرة الهيدروجين.

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

*ـ عيوب نموذج طومسون الذري :

1ـ لم يستطع تفسير الطيف الخطي المشاهد لسلسلة بالمر لذرة الهيدروجين .
العيب الثاني للنموذج سوف نذكره في الدرس القادم إن شاء الله تعالى

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

شرح درس طيف ذرة الهيدروجين بالفيديو

الدرس السابق ... الدرس التالي

تعديل المقال