Em sua configuração de menor energia, os elétrons em uma molécula de hidrogênio ocupa um nível de energia de n = 1, onde n refere-se ao número quântico principal dos elétrons. Quando uma molécula de hidrogénio absorve energia, no entanto, quer sob a forma de calor ou de luz, a transferência de electrões para níveis de energia mais elevados. Os elétrons não pode sustentar este "animado" estado, no entanto, e, eventualmente, relaxar de volta para um nível inferior. Sob a lei da conservação da energia, a energia extra que os elétrons absorvida não pode simplesmente desaparecer quando os elétrons relaxar a um nível de energia mais baixo. As diferenças de energia entre os níveis determina a energia da radiação emitida durante o processo de relaxamento. Quatro transições, em particular, emitir radiação na porção visível do espectro electromagnético, a gama de comprimento de onda que se estende por aproximadamente 400 a 700 nanómetros. Os cientistas referem-se a estes quatro transições: --- todos os quais envolvem uma transição para o estado n = 2 --- como a série Balmer, e os seus comprimentos de onda são calculados a partir da equação (1 / lambda) = R * (1/4 - 1 / N ^ 2), onde lambda representa o comprimento de onda da luz emitida durante a transição, o símbolo R representa a constante de Rydberg, ou 1,097 x 10 ^ 7 metros recíprocas, ou 1 / m, e n representa o número quântico do orbital do que o elétron animado relaxado.
Coisas que você precisa
- Calculadora científica
Calcular o termo (1/4 - 1 / N ^ 2) para n = 3. Neste caso, 3 ^ 2 = 9 e o termo torna-se (1/4 - 1/9), ou (0,250-0,111) = 0,139 .
Multiplique o resultado da etapa 1 por 1.097 x 10 ^ 7. Para n = 3, * 0,139 (1,097 x 10 ^ 7) = 1,52 x 10 ^ 6 1 / m.
Calcular o comprimento de onda, lambda, tomando o inverso do resultado do passo 2. Continuando com o exemplo anterior, lambda = 1 / (1,52 x 10 ^ 6) = 6,56 x 10 ^ -7 metros.
Converter o resultado da etapa 3 de metros nanômetros multiplicando por 1 x 10 ^ 9. Neste caso, (6,56 x 10 ^ -7) * (1 x 10 ^ 9) = 656 nm, ou 656 nm.
Repita os passos 1 a 4 para n = 4, n = 5 e n = 6. Se o fizer, deve resultar em comprimentos de onda calculados de 486, 434 e 410 nm, respectivamente.