Sharp series - Sharp series

A série nítida é uma série de linhas espectrais no espectro de emissão atômica causada quando os elétrons descem dos orbitais s de maior energia de um átomo para o orbital p disponível mais baixo. As linhas espectrais incluem algumas na luz visível e se estendem até o ultravioleta. As linhas ficam cada vez mais próximas à medida que a frequência aumenta, nunca excedendo o limite da série. A série nítida foi importante no desenvolvimento da compreensão das camadas e sub-camadas de elétrons nos átomos. A série aguda deu a letra s ao orbital ou subcamada atômica s .

A série acentuada tem um limite dado por

${\ displaystyle v = {\ frac {R} {\ left [2 + p \ right] ^ {2}}} - {\ frac {R} {\ left [m + s \ right] ^ {2}}} {\ text {with}} m = 2,3,4,5,6, ...}$

A série é causada por transições para o estado P mais baixo dos orbitais S de energia mais alta. Uma terminologia para identificar as linhas é: 1P-mS Mas observe que 1P significa apenas o estado P mais baixo em 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, mS para sistemas de linha única, mσ para dupletos e ms para trigêmeos.

Uma vez que o estado P não é o nível de energia mais baixo para o átomo alcalino (o S é), a série aguda não aparecerá como absorção em um gás frio, no entanto, aparecerá 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. Mesmo que a série seja chamada de nítidas, as linhas podem não ser nítidas.

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. ${\ displaystyle 2P _ {\ frac {3} {2}}}$${\ displaystyle 2P _ {\ frac {1} {2}}}$

Nomes

A série aguda costumava ser chamada de segunda série subordinada, com a série difusa sendo a primeira subordinada, sendo ambas subordinadas à série principal .

Leis para metais alcalinos

O limite agudo da série é igual ao limite da série difusa . No final dos anos 1800, essas duas foram denominadas séries suplementares.

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 agudas e difusas 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 agudo da série e o limite fundamental da série é a mesma que a primeira transição na série difusa.

• Essa diferença é o nível de energia D mais baixo.

Sódio

Diagrama de Grotrian para sódio. A série Sharp é devido às transições 3p-mS mostradas aqui em roxo.

A série acentuada tem números de onda dados por: ${\ displaystyle \ nu _ {s} = R \ left ({\ frac {Z_ {3p} ^ {2}} {3 ^ {2}}} - {\ frac {Z_ {ns} ^ {2}} { n ^ {2}}} \ right) n = 4,5,6, ...}$

A série difusa de sódio tem números de onda dados por: ${\ displaystyle \ nu _ {d} = R \ left ({\ frac {Z_ {3p} ^ {2}} {3 ^ {2}}} - {\ frac {Z_ {nd} ^ {2}} { n ^ {2}}} \ right) n = 4,5,6, ...}$

quando n tende ao infinito, as séries difusa e aguda acabam com o mesmo limite.

Potássio

Alcalino-terrosos

Uma série de linhas de tripletos afiado é designado por séries de letras s e fórmula 1p-ms . A série nítida de linhas singlet tem a letra de série S e a fórmula 1P-mS .

Cálcio

O cálcio tem uma série nítida de trigêmeos e uma série nítida de singuletos.

Magnésio

O magnésio possui uma série nítida de trigêmeos e uma série nítida de singuletos.

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 que transmitiriam pelo ar. Eles notaram que as linhas de sódio estavam alternando nítidas e difusas. Eles foram os primeiros a usar o termo "afiado" 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 sustenido e difuso para as outras linhas, enquanto Kayser e Runge preferiram usar o termo segunda série subordinada para as séries sustenidas.

Arno Bergmann encontrou uma quarta série no infravermelho em 1907, que ficou conhecida como Série Bergmann ou série fundamental.

Em 1896, Edward C. Pickering encontrou uma nova série de linhas no espectro de ζ Puppis . Acreditava-se que essa era a série nítida do hidrogênio. Em 1915, foi apresentada a prova de que se tratava, na verdade, de hélio ionizado - hélio II .

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.

Referências