Série difusa - Diffuse series
A série difusa é uma série de linhas espectrais no espectro de emissão atômica causada quando os elétrons saltam entre os orbitais p e d mais baixos de um átomo. O momento angular orbital total muda entre 1 e 2. As linhas espectrais incluem algumas na luz visível e podem se estender até ultravioleta ou infravermelho próximo. As linhas ficam cada vez mais próximas à medida que a frequência aumenta, nunca ultrapassando o limite da série. A série difusa foi importante no desenvolvimento da compreensão das camadas e subcamadas eletrônicas dos átomos. A série difusa deu a letra d ao orbital ou subcamada atômica d .
A série difusa tem valores dados por
A série é causada por transições do estado P mais baixo para orbitais D de energia mais alta. Uma terminologia para identificar as linhas é: 1P-mD Mas observe que 1P significa apenas o estado P mais baixo na camada de valência de um átomo e que a designação moderna começaria em 2P, e é maior para átomos com números atômicos mais altos.
Os termos podem ter diferentes designações, mD para sistemas de linha única, mδ para dupletos e md para trigêmeos.
Uma vez que o elétron no estado de subcamada D não é o nível de energia mais baixo para o átomo alcalino (o S é), a série difusa não aparecerá como absorção em um gás frio, no entanto, aparece como linhas de emissão. A correção de Rydberg é maior para o termo S, pois o elétron penetra mais no núcleo interno dos elétrons.
O limite da série corresponde à emissão de elétrons , onde o elétron tem tanta energia que escapa do átomo.
Em metais alcalinos, os termos P são divididos e . Isso faz com que as linhas espectrais sejam duplas , com um espaçamento constante entre as duas partes da linha dupla.
Essa divisão é chamada de estrutura fina. A divisão é maior para átomos com maior número atômico. A divisão diminui em direção ao limite da série. Outra divisão ocorre na linha mais vermelha do gibão. Isso ocorre por causa da divisão no nível D e . A divisão no nível D tem um valor menor do que o nível P e reduz à medida que o limite da série se aproxima.
História
A série difusa costumava ser chamada de primeira série subordinada, com a série aguda sendo a segunda subordinada, sendo ambas subordinadas à série principal .
Leis para metais alcalinos
O limite da série difusa é igual ao limite da série aguda . No final dos anos 1800, essas duas foram denominadas séries suplementares.
As linhas espectrais da série difusa são divididas em três linhas no que é chamado de estrutura fina . Essas linhas fazem com que a linha geral pareça difusa. A razão pela qual isso acontece é que ambos os níveis P e D são divididos em duas energias próximas. P é dividido em . D é dividido em . Apenas três das quatro transições possíveis podem ocorrer porque a mudança do momento angular não pode ter uma magnitude maior do que um.
Em 1896, Arthur Schuster declarou sua lei: "Se subtrairmos a frequência da vibração fundamental da frequência de convergência da série principal, obtemos a frequência de convergência da série suplementar". Mas na próxima edição da revista, ele percebeu que Rydberg havia publicado a ideia alguns meses antes.
Lei de Rydberg Schuster: Usando números de onda, a diferença entre os limites das séries difusas e agudas e o limite da série principal é a mesma que a primeira transição na série principal.
Essa diferença é o nível P mais baixo.
Lei de Runge: Usando números de onda, a diferença entre o limite da série difusa e o limite da série fundamental é a mesma que a primeira transição na série difusa.
Essa diferença é o nível de energia D mais baixo.
Lítio
O lítio tem uma série difusa com linhas difusas em média em torno de 6103,53, 4603,0, 4132,3, 3915,0 e 3794,7 Å.
Sódio
A série difusa de sódio tem números de onda dados por:
A série acentuada tem números de onda dados por:
quando n tende ao infinito, as séries difusa e aguda acabam com o mesmo limite.
série difusa de sódio | |||
---|---|---|---|
transição | comprimento de onda 1 Å | comprimento de onda 2 Å | comprimento de onda 3 Å |
3P-3D | 8.194,82 | 8183,26 | 8.194,79 |
3P-4D | 5688,21 | 5682,63 | 5688,19 |
3P-5D | 4982,81 | 4978,54 | 4982,8 |
3P-6D | 4668,56 | 4664,81 | 4668,6 |
3P-7D | 4497,66 | 4494,18 | 4497,7 |
3P-8D | 4393,34 | 4390,03 | 4393,3 |
3P-9D | 4324,62 | 4321,40 | 4324,6 |
3P-10D | 4276,79 | 4273,64 | 4276,8 |
3P-11D | 4242,08 | 4238,99 | 4242,0 |
3P-12D | 4215 | ||
3P-13D | 4195 |
Potássio
série difusa de potássio | |||
---|---|---|---|
transição | comprimento de onda 1 Å | comprimento de onda 2 Å | comprimento de onda 3 Å |
4P-3D | 11772,8 | 11690,2 | 11769,7 |
4P-4D | 6964,69 | 6936,27 | 6964,18 |
4P-5D | 5831,9 | 5812,2 | 5831,7 |
4P-6D | 5359,7 | 5343,1 | 5359,6 |
4P-7D | 5112,2 | 5097,2 | 5112,2 |
4P-8D | 4965,0 | 4950,8 | 4965,0 |
4P-9D | 4869,8 | 4856,1 | 4869,8 |
4P-10D | 4804,3 | 4791,0 | 4804,3 |
4P-11D | 4757,4 | 4744,4 | 4757,4 |
Alcalino-terrosos
Uma série difusa de linhas triplas é designada pela letra de série d e pela fórmula 1p-md . A série difusa de linhas singlet tem a letra de série S e a fórmula 1P-mS .
Hélio
O hélio está na mesma categoria que os alcalino-terrosos no que diz respeito à espectroscopia, pois tem dois elétrons na subcamada S, assim como os outros alcalino-terrosos. O hélio tem uma série difusa de linhas duplas com comprimentos de onda 5876, 4472 e 4026 Å. O hélio quando ionizado é denominado He II e tem um espectro muito semelhante ao do hidrogênio, mas deslocado para comprimentos de onda mais curtos. Ele também tem uma série difusa com comprimentos de onda em 6678, 4922 e 4388 Å.
Magnésio
O magnésio tem uma série difusa de trigêmeos e uma série nítida de singuletos.
Cálcio
O cálcio tem uma série difusa de trigêmeos e uma série nítida de singuletos.
Estrôncio
Com o vapor de estrôncio, as linhas mais proeminentes são da série difusa.
Bário
O bário tem uma série difusa que vai do infravermelho ao ultravioleta com comprimentos de onda em 25515,7, 23255,3, 22313,4; 5818,91, 5800,30, 5777,70; 4493,66, 4489,00; 4087,31, 4084,87; 3898,58, 3894,34; 3789,72, 3788,18; 3721,17 e 3720,85 Å
História
Na Universidade de Cambridge, George Liveing e James Dewar começaram a medir sistematicamente os espectros de elementos dos grupos I , II e III em luz visível e ultravioleta de onda mais longa que seria transmitida pelo ar. Eles notaram que as linhas de sódio estavam alternando nítidas e difusas. Eles foram os primeiros a usar o termo "difuso" para as linhas. Eles classificaram as linhas espectrais de metais alcalinos em categorias nítidas e difusas. Em 1890, as linhas que também apareciam no espectro de absorção foram chamadas de séries principais . Rydberg continuou a usar agudo e difuso para as outras linhas, enquanto Kayser e Runge preferiram usar o termo primeira série subordinada para as séries difusas.
Arno Bergmann encontrou uma quarta série no infravermelho em 1907, que ficou conhecida como Série Bergmann ou série fundamental.
Heinrich Kayser , Carl Runge e Johannes Rydberg encontraram relações matemáticas entre os números de onda das linhas de emissão dos metais alcalinos.
Friedrich Hund introduziu a notação s, p, d, f para subcamadas em átomos. Outros seguiram esse uso na década de 1930 e a terminologia permanece até hoje.
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