مستويات الطاقة لذرة الهيدروجين

وبواسطة هذا النموذج يمكن تفسير امتصاص الذرة وإصدارها فوتونات (أشعة ضوئية) عند انتقال الإلكترون بين مستويات الطاقة المختلفة في الذرات. الطاقة الممتصة وبالتالي الطاقة الصادرة متعلقة بمستوى الطاقة الابتدائي في الذرة ومستوى الطاقة النهائي فيها. في ميكانيكا الكم نميز طبقات الطاقة هذه بأنها حالات كمومية. وتنطبق عليها المعادلة: وعندما يكون الفرق موجبا، تكون الحالة حالة أصدار لشعاع، وإذا كان الفرق سالبا، أي كانت الحالة حالة امتصاص شعاع (امتصاص فوتون). وبنيات كل طيف تشير إلى الطاقات المختلفة التي يستطيع عنصر امتصاصها أو إشعاعها (إصدارها). مستويات الطاقة في ذرة الهيدروجين – الرسوم المتحركة التفاعلية – eduMedia. كميات الطاقة هذه تعادل الفرق بين طاقات المستويات المختلفة في العينة. ويعتمد طيف عنصر ما على تركيزه في العينة وعلى الانتقالات المسموحة لانتقال الإلكترون فيه. استخداماتها تاريخيا، أشير للمطيافية على أنها أحد فروع العلوم الذي يستخدم فيه الضوء المرئي لدراسة بنيات المادة و للتحليل النوعي والكمي لها. وكان نصرا كبيرا عند معرفة مكونات الشمس من مجرد تحليل طيف ضوئها، ونحن هنا على الأرض، فنعرف أنها في معظمها تتكون من الهيدروجين مع قليل من الهيليوم (نحو 4%)وقليل من الليثيوم (أقل من 1%).

مستويات الطاقة في ذرة الهيدروجين – الرسوم المتحركة التفاعلية – Edumedia

سلاسل الطيف لذرة الهيدروجين، سسلسلة ليمان، بالمر، باشن، براكيت، بفوند سلاسل الطيف الهيدروجيني ملاحظات هامة: 1ـ لقد أعطت العلاقة النظرية الموضحة أعلاه المعنى الفيزيائي لعلاقة بالمر التجريبية الموضحة في بداية هذه الوحدة ، حيث أن طاقة الضوء المرئي المنبعث من ذرة الهيدروجين ما هي إلا حالة خاصة لصيغة بوهر الموضحة أعلاه. 2ـ إن سلسلة بالمر تقع في منطقة الطيف المرئي من طيف ذرة الهيدروجين بينما السلاسل الأخرى تقع في منطقة الطيف غير المرئي(سلسلة ليمان تقع في منطقة الأشعة فوق البنفسجية، سلسلة باشن في منطقة الأشعة تحت الحمراء، سلسلة براكيت في منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة، سلسلة بفوند تقع في منطقة الأشعة تحت الحمراء البعيدة) ولذلك لا ترى, ولهذا السبب اكتشفت أكثرها بعد ما تنبأت بها نظرية بوهر. 3ـ الجدول التالي يوضح أن: قيم نf ثابته للسلسلة الواحدة بينما قيم نi تبتدئ من القيمة التي تلي قيمة نf إلى ما لا نهاية على سبيل المثال: في سلسلة ليمان تكون قيمة نf=1 بينما تأخذ نi القيم 2، 3 ، 4 ، 5........ ∞ وهكذا لبقية السلاسل. 4ـ إن الطول الموجي ( l) لشعاع ما يتناسب عكسياً مع تردده f = ع ض / الطول الموجي أو طاقته ( hf) لأن وبالتالي سيكون: أقصر الأطوال الموجية: هي تلك التي طاقاتها أو تردداتها أكبر الطاقات أو الترددات أطول الأطوال الموجية: هي تلك التي طاقاتها أو تردداتها أصغر الطاقات أو الترددات.

(4) ينبعث الطيف الكهرومغناطيسي إذا انتقل الإلكترون من مدار طاقته E i إلى مدار طاقته E f ويكون طاقة الفوتون المنبعث على شكل طيف كهرومغناطيسي تساوي فرق الطاقة بين المستويين hv = E i – E f (2) شرح فرضيات نموذج بوهر (1) ترتكز الفرضية الأولى على تثبيت أن الذرة مكونة من نواة والإلكترون يدور حولها كما جاء في نموذج رزرفورد. (2) تأتي الفرضية الثانية معتمدة على مبدأ التكميم وهذه اول فرضية تدخل مبدأ الكم في نموذج تركيب الذرة حيث حددت الفرضية ان المدارات التي يمكن ان يسلكها الإلكترون حول النواة هي تلك المحددة بالمعادلة (2). وهذا التكميم سوف يؤدي إلى تكميم الطاقة الكلية للإلكترون. وتجدر الإشارة هنا إلى ان العالم بلانك قد اكتشف مسبقاً ان الجسم الذي يتحرك حركة توافقية بسيطة تحت تأثير قوة استرجاعية فإنه يمتلك طاقة مكممة تعطى بالعلاقة E=nhv وهنا للمقارنة نجد ان بوهر قد استفاد من هذه النتيجة حيث اعتبر ان طاقة الإلكترون مكممة نظراً مع أن الإلكترون يدور تحت تأثير قوة كولوم. (3) أعتبر بوهر ان النظرية الكلاسيكية غير مطبقة في هذه الحالة التي يدور فيها الإلكترون حول النواة في مدارات مكممة وأنه لا يبعث طيف كهرومغناطيسي حتى يفسر سبب استقرار الذرة.