Elektromagnetische Spektren und Atomstruktur

Wie in den Texten gezeigt "Elektromagnetisches Spektrum chemischer Elemente" und "Emissions- und Absorptionsspektren und Kirchhoffsche Gesetze“ sind die diskontinuierlichen Emissionsspektren jedes chemischen Elements unterschiedlich.

Im Folgenden haben wir die unterschiedlichen Spektren einiger dieser Elemente:

Es gibt keine zwei chemischen Elemente mit dem gleichen Emissionsspektrum

So erkannte der dänische Physiker Niels Böhr (1885-1962), dass dies mit der Atomstruktur jedes dieser Elemente zusammenhängen könnte. Daher schlug er ein Atommodell vor, das Rutherfords Modell ergänzte, sich jedoch auf das Verhalten von Elektronen um den Atomkern konzentrierte.

Einige Zeit zuvor hatte Max Planck (1858-1947) eine Theorie aufgestellt, dass Elektronen quantisiert, in dem Sinne, dass sie geben und absorbieren bestimmte Energiemengen, als wären es kleine Energiepakete, die er nannte wie viel (Quantum, im Singular).

Daher schlug Böhr Folgendes vor: Da jedes Element ein anderes Spektrum hat, hat jedes Element in seinem Atom Elektronen mit konstanter und von Element zu Element unterschiedlicher Energie.

Jedes Elektron kann sich nur in einer bestimmten spezifischen Bahn aufhalten, da das Elektron in jeder dieser Bahnen eine konstante, wohldefinierte und charakteristische Energie hat. Das Elektron kann nur die Energieniveaus besetzen, für die es die entsprechende Energie besitzt.

Spektren sind diskontinuierlich, weil Elektronen quantisiert sind.

Ein Elektron kann nur dann das Niveau ändern, wenn es Energie aufnimmt. Wenn Sie beispielsweise ein Natriumsalz in einem Bunsenbrenner verbrennen, führen Sie den Elektronen Energie zu. Bei der Aufnahme eines Energiequants springt das Elektron auf ein anderes energetischeres Niveau und bleibt im angeregten Zustand. Der Grundzustand ist jedoch stabiler, sodass dieses Elektron die absorbierte Energie abgibt und auf seine ursprüngliche Bahn zurückkehrt. Es gibt diese Energie in Form von elektromagnetischen Wellen ab, die sich in Form von Licht visualisieren lassen. Im Fall von Natrium ist dieses Licht intensiv gelb gefärbt. Wenn diese Wellen also ein Prisma passieren, wird das diskontinuierliche Spektrum von Natrium erhalten.

Also für Böhr, jede leuchtende Linie, die im diskontinuierlichen Spektrum der Elemente erschien, zeigte die Energie an, die freigesetzt wurde, wenn das Elektron von einer äußeren Ebene zu einer näher am Kern zurückkehrte.

Die folgende Abbildung hilft, dieses Problem besser zu verstehen:

Zusammenhang zwischen dem Absorptionsspektrum und der Struktur des Atoms eines gegebenen Elements

Da den Atomen jedes Elements nur bestimmte Energiewerte erlaubt sind, die den Energieschichten entsprechen, gibt es für jedes Element ein anderes Spektrum.


Von Jennifer Fogaça
Abschluss in Chemie

Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/espectros-eletromagneticos-estrutura-atomo.htm

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