Espectroscopia y niveles de energía

Espectroscopia y niveles de energía

Oscar Mauricio Amador Henao

Fernando Cuenu Cabezas

Universidad del Quindío

Facultad ciencias básicas y tecnológicas

Química Inorgánica I

Armenia

2022

Introducción: La espectroscopía se basa en el estudio de los espectros que generan los elementos, se genera uno de colores, este mismo se da porque al excitar un electrón con la suficiente energía este sube hasta otro nivel, pero cuando deja de excitarse la partícula vuelve al estado inicial y es en este punto cuando desciende en un nivel donde genera una luz dependiendo igual a la suministrada. En este trabajo se va a calcular dicha energía, longitud de onda, radio y energía para cada nivel del átomo de nitrógeno.

Para calcular la longitud de onda necesaria para excitar un electrón y hacerlo ascender de un nivel a otro se usa la siguiente formula:

[pic 1]

Donde RH=Constante de Rydberg=109677.76cm-1

n02=Nivel inicial

nf2=Nivel final

Como no se va a calcular la longitud de onda ni energía, para el electrón del hidrogeno se debe corregir RH para el nitrógeno con la siguiente ecuación:

[pic 2]

RH=109677,76 cm-1

mp=Masa protón=1,67x10-24 g

me=Masa electrón=9,109x10-28 g

A=Numero masico

[pic 3]

Ahora podemos usar la ecuación de Rydberg:

Serie de LYMAN:

[pic 4]

Con la longitud de onda se puede calcular la energía usando la siguiente ecuación:

[pic 5]

h=Constante Planck=6.626x10-34J s

c=Constante velocidad de la luz=3x1010 cm/s

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

Serie BALMER:

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

Serie de PASCHEM:

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

[pic 26]

[pic 27]

[pic 28]

Serie BRACKET:

[pic 29]

[pic 30]

[pic 31]

[pic 32]

Serie PFUND:

[pic 33]

[pic 34]

A continuación, se adjunta la gráfica que ilustra la longitud de onda para cada serie:

Radio de cada nivel:

Para calcular el radio de cada nivel se utiliza la formula:

[pic 35]

n=Nivel de energía

h=Constante de Planck=6,626x10-27 erg s

Z=Numero atómico

me=Masa del electrón=9,109x10-28 g

e=Energía del electrón=4,8x10-10 g1/2 cm3/2/s-1

Como la única variación en la fórmula es n y Z se pueden separar y tomar el otro valor como una constante

[pic 36]

Valor de la constante

[pic 37]

Niveles 1-6:

[pic 38]

[pic 39]

[pic 40]

[pic 41]

[pic 42]

[pic 43]

Velocidad:

Esta fórmula también se puede separar como la anterior:

...