Espectro Atómico De líneas

1. TEMA: Espectro atómico de líneas

2. OBJETIVOS:

General:

Determinar los niveles de energía de diferentes elementos químicos gaseosos.

Específicos:

Determinar a través de un Espectroscopio atómico por refracción la emisión de los niveles de energía del Hidrógeno, Mercurio, Criptón y Helio, respectivamente.

3. INTRODUCCIÓN o MARCO TEORICO:

Cada átomo es capaz de emitir o absorber radiación electromagnética, aunque solamente en algunas frecuencias que son características propias de cada uno de los diferentes elementos químicos. (Gonza, 2003)

Si, mediante suministro de energía calorífica, se estimula un determinado elemento en su fase gaseosa, sus átomos emiten radiación en ciertas frecuencias del visible, que constituyen su espectro de emisión y si el mismo elemento, también en estado de gas, recibe radiación electromagnética, absorbe en ciertas frecuencias del visible, precisamente las mismas en las que emite cuando se estimula mediante calor. Este será su espectro de absorción. (Kotz et al, 2005)

Se cumple, así, la llamada Ley de Kirchoff, que nos indica que todo elemento absorbe radiación en las mismas longitudes de onda en las que la emite. Los espectros de absorción y de emisión resultan ser, pues, el negativo uno del otro. Puesto que el espectro, tanto de emisión como de absorción, es característico de cada elemento, sirve para identificar cada uno de los elementos de la tabla periódica, por simple visualización y análisis de la posición de las líneas de absorción o emisión en su espectro. Estas características se manifiestan ya se trate de un elemento puro o bien combinado con otros elementos, por lo que se obtiene un procedimiento bastante fiable de identificación. (Donoso, 2001)

Podemos, en definitiva, identificar la existencia de determinados elementos químicos en la composición de sistemas inaccesibles, como pueden ser objetos astronómicos, planetas, estrellas o sistemas estelares lejanos, aparte de que, también, y debido al Efecto Doppler-Fizeau, podemos establecer una componente de velocidad de acercamiento o alejamiento de nosotros. (Kotz et al, 2005)

Uno de los logros más espectaculares de la teoría Cuántica es la explicación del origen de las líneas espectrales de los átomos.

• Cuando se excitan en la fase gaseosa, cada elemento da lugar a un espectro de líneas único.

• La espectroscopia es un medio de suma utilidad para analizar la composición de una sustancia desconocida.

• A finales del siglo XIX se descubrió que las longitudes de onda presentes en un espectro atómico caen dentro de determinados conjuntos llamados series espectrales. (Gonza, 2003)

4. PROCEDIMIENTO

• Se utilizó el soporte vertical para asegurar la lámpara espectral, cuidando de no apretar demasiado los soportes horizontales.

• Se conectaron los terminales de la fuente de tensión, a los del reóstato y se encendió dicha fuente.

• Se colocó el colimador del espectroscopio de 0.05 a 0.10 metros de la lámpara espectral e igualmente la lámpara de luz respecto del visor de escala.

• Se desplazó y rotó el espectroscopio, se localizó al espectro emitido y la escala.

• Finalmente se anotó cada línea espectral, su color y su correspondiente valor de escala y se repitió este procedimiento con cada lámpara espectral.

5. RESULTADOS Y OBSERVACIONES:

Espectro atómico por refracción

A continuación se presentan los siguientes cuadros que contienen los valores de la longitud de onda para el Hidrógeno, Helio, Mercurio y Kriptón.

ELEMENTO: HIDRÓGENO

COLOR LONGITUD DE ONDA (10-9m) ESCALA

Rojo 690 1,9

Verde 490 6,3

Azul Violeta 430 9,1

ELEMENTO: HELIO

COLOR LONGITUD DE ONDA (10-9m) ESCALA

Rojo 700 1,2

Rojo 740 1,7

Amarillo 610 3,1

Verde 510 5,5

Verde 380 5,7

Azul Violeta 44O 7

Azul 480 8,3

ELEMENTO: MERCURIO

COLOR LONGITUD DE ONDA (10-9m) ESCALA

Amarillo 620 3,3

Verde 560 4,2

Azul-Violeta 440 9

ELEMENTO: KRIPTÓN

COLOR LONGITUD DE ONDA (10-9m) ESCALA

Rojo 690 1,8

Amarillo 610 3,1

Verde 570 3,8

Azul 420 6,2

Azul 450 8

6. CUESTIONARIO:

a) Construya una tabla de espectros para cada elemento a colores.

b) Usando la relación de Plank, obtenga las energías respectivas para cada nivel, de todos los elementos utilizados y construya

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