Quang phổ của nguyên tử Hydro - Mui Ne Vietnam

5. Quang phổ của nguyên tử Hydro (và các ion tương tự)

Trong các nguyên tố hóa học chỉ có nguyên tử Hydro là có cấu tạo đơn giản nhất, chỉ gồm 1e- quay xung quanh hạt nhân. Chạy xuyên lãnh thồ Mui Ne Vietnam  và dừng lại ở một nơi nào  đó. Các nguyên tử của nguyên tố khác nếu bị ion hóa nhiều lần, mất gần hết e-, chỉ còn lại 1e- được coi là ion tương tự Hydro.

Trong nguyên tử H (và các ion tương tự) năng lượng liên kết được lượng tử hóa:

E = - Z

.Rhc

n n 2

Trong đó R- hằng số Ridberg.

R = 1,09737.105 cm-1

n: số lượng tử chính, là những số nguyên liên tiếp 1, 2, 3…

c: vận tốc ánh sáng ; h: hằng số Plank.

Ở trạng thái cơ bản n = 1, trạng thái n > 1 gọi là trạng thái kích thích; với H năng lượng của trạng thái cơ bản là: Eo=-13,53eV.

Bình thường nguyên tử H ở trạng thái cơ bản. Nhưng khi bị kích thích, nó có thể hấp thụ, thu nhận năng lượng và chuyển lên các mức cao hơn. Nhưng nó ở đó không lâu mà mau chóng chuyển về các mức năng lượng thấp hơn bằng cách phát xạ. Hiệu 2 mức năng lượng

tỷ lệ với tần số phát xạ (hoặc hấp thụ). Em

DE = Em - En = hg

Em > En

Khi chuyển từ n lên m : Hấp thụ

chuyển từ m xuống n : Phát xạ En

Haáp thuï

Hình 88

Phaùt xaï

- Tần số hay bước sóng của vạch phát xạ được xác định bằng công thức Balmer :

1 ⎛ 1 1 ⎞

S = = R⎜ ⎟

l ⎝ n 2 m 2 ⎠

Dây Liman : Tử ngoại n = 1 m = 2,3...

Dây Balmer : Biểu kiến	n = 2	m = 3,4...
Dây Pashen : Hồng ngoại	n = 3	m = 4,5...

Đó chính là quang phổ vạch đặc trưng của nguyên tử Hydro. Đối với các ion tương tự

Hydro thì

2 ⎛ 1 1 ⎞

Liman

S = Z

.R⎜ ⎟

⎝ n 2 m 2 ⎠

Brackett

Balmer

Paschen

Hình 89. Các quỹ đạo dừng của nguyên tử hydrô và cơ chế phát xạ

Trong quang phổ của đa số thiên thể đặc biệt hầu hết các thiên hà có những vạch đậm nét của nguyên tố Hydro là:

o

o

o

(Đều thuộc dãy ánh sáng nhìn thấy Balmer)

Ngoài ra còn có các vạch của các nguyên tố khác như Heli, natri, canxi và một số hợp chất phân tử đơn giản.

Phổ vạch của các ion cũng được tìm thấy trong quang phổ của Nhật hoa mặt trời với các nguyên tố: Sắt, kền, Argon, canxi...

* Đối với nguyên tố Hydro còn có 1 loại bức xạ đặc biệt, rất phổ biến trong vũ trụ, đó

là vạch bức xạ 21cm. Vạch này phát ra do sự chuyển mức năng lượng có được do sự tương

tác của mômen xung lượng của electron và proton. Khi H ở trạng thái cơ bản (n= 1,Ġ= 0)