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Espectro de emissão do hidrogênio

Transcrição de vídeo

provavelmente você já ouviu aquela história sobre isaac newton aquela que dentro de uma sala totalmente escura ele deixou passar um pequeno filete de luz e depois deixou essa luz atravessam prisma quando isso aconteceu a luz branca que atravessou o prisma foi dividido em todas as cores que formam o arco íris e todas as cores podem ser representados nesse retângulo aqui que a gente costuma chamar de espectro contínuo a gente chama isso aqui de espectro contínuo porque todas as cores estão ligadas uma à outra e se você reparar bem na verdade até tem uma mistura entre uma outra ou seja vai ter um degradê de uma cor até a outra e esse fenômeno obviamente ocorre com a luz branca mas também ocorre com outros tipos de luz emitidos também por exemplo se a gente pegasse um tubo cheio de hidrogênio e deixasse passar uma corrente elétrica através desse tubo os elétrons e eu sofri uma transição e não para o nível de energia mais alto porém como a gente viu no último vídeo esses elétrons vão voltar para os estados fundamentar certo e aí nesse processo vai ocorrer uma emissão de um fóton ou seja a emissão de luz afinal essa definição de missão que a gente viu na última aula agora se a gente deixasse essa luz emitida pelo hidrogênio travessão prisma não seria gerado esse espectro contínuo na verdade seria gerado apenas essas quatro linhas aqui com essas cores bem distintas esse espectro aqui que não é contínuo a gente chama de espectro de linha e essas linhas representam cada transição do elétron para um nível mais baixo emitir um fóton com determinado comprimento de onda por exemplo essa linha vermelha indica que está sendo emitido luz com comprimento de onda igual a 656 nanômetros em compensação essa outra linha que aso está indicando que o fóton com um comprimento de onda igual a 486 nanômetros está sendo emitido esse outro azul que um pouquinho mais escuro indica que um fóton de 434 nanômetros está sendo emitido e essa outra linha violeta está indicando que o fóton de 410 nanômetros está sendo emitido e como nós vimos no último o vídeo também cada um desses fotos é emitido devido à transição do elétron de nível energético mais alto para o nível energético mais baixo afinal essa é a definição de emissão certo e uma outra coisa se observar também é que esse espectro que de quatro linhas que é do átomo de hidrogênio é único para o átomo de hidrogênio nenhum outro elemento vai apresentar o espectro de linhas como esse e uma das formas de identificar os elementos da tabela periódica seria observando o espectro de emissão já que cada elemento vai ter um espectro de emissão bem característico mas agora vamos observar de onde que saia que estes comprimentos de onda pra gente de terminar cada um desses comprimentos de onda nós podemos utilizar aquela equação que filmes o último vídeo a equação de balmelli rádio dá através dessa equação nós conseguimos identificar que o comprimento de onda através da transição de um elétron de um nível mais energético para o nível - energético certo então por exemplo essa luz vermelha que com esse comprimento de onda vai ser emitida quando o elétron realizar uma transição seja um salto do nível três para o nível 2 então vamos representar isso aqui em um outro diagrama aqui embaixo exemplo isso está ocorrendo então quando o elétrons alta desse nível três para o nível 2 certo então vamos determinar esse comprimento de onda quando o elétron realiza essa transição para fazer isso a gente vai utilizar equação de bauer hardware certo então nós teremos aqui um sobre o comprimento de onda certo que é o que a gente quer determinar vai ser igual a r que é constante de hardware certo e r aki vai ser igual a 1,0 97 vezes 10 elevado a 7 ea unidade de medida que é um sofrimento e isso vezes um sobre e ao quadrado e esse nesse caso o nível de energia mais baixo certo ou seja esse é o 2 já que o elétron realiza uma transição do nível três para o nível dois em um nível mais baixo que nesse caso dessa transição vai ser igual a 2 a gente coloca aqui do elevado ao quadrado - um sobre j ao quadrado e esse j é o nível de energia mais alto nesse caso aqui será igual ao 3 a gente coloca aqui um sobre três ao quadrado abrindo um pouco mais essa conta que a gente vai ter um sobre o comprimento de onda igual a 1,0 97 vezes 10 elevado a sétima potência 1 sobre metro vezes um sobre quatro já que dois ao quadrado é igual a 4 - 1 sobre nove já que 31 quadrado é igual a 9 vamos repetindo aqui um sobre o comprimento de onda vai ser igual para resolver toda essa parte que vamos pegar a calculadora ok vamos lá então 1,0 97 existe 10 elevado a sétima potência certo isso aqui visys abro parênteses 1 / 4 a 1 sobre quatro certo transparentes dessa parte menos aparentes novamente 11 / 9 novamente então a gente vai chegar um valor igual a um milhão 523 611 então a gente vai ter um sobre o comprimento de onda que é igual a um milhão 523 611 1 sobre o metro ok então agora para a gente terminar esse comprimento de onda basta apenas dividir 11 por esse número aqui ok então vamos lá fazer isso na calculadora novamente um dividido para 1.523.864 menos 7 então nós comprimento de onda que vai ser igual a 6,56 vezes 10 elevado a menos sete metros a gente ainda pode andar com essa visão já que duas casas para a direita e subtrair dois aqui nesse expoente então a gente vai ter algo igual a 656 vezes 10 elevado a menos nove metros e 10 elevado a menos nove metros seria um nanômetro então isso aqui é igual 656 nome e você conhece esse valor ele é a família pra você se a gente voltar aqui em cima a gente vai ver que o comprimento de onda dessa luz vermelha que não é então essa linha vermelha que nesse espectro de linha para o átomo de hidrogênio representa a transição é que eu seja o salto do elétron desse terceiro nível para esse segundo nível sabendo disso então como podemos explicar essas outras linhas aqui nesse espectro do átomo de hidrogênio a gente também realizar outras contas aqui com a equação de palme hype a gente vai conseguir chegar àqueles valores é que também estes comprimentos de onda por exemplo supondo que o elétron realize uma transição agora nível 4 para o nível 2 também um fóton será emitido com determinado comprimento de onda e aqui a gente vai ter o nível quatro que a gente colocar iraque no lugar de jota eo nível 2 que a gente colocar aqui no lugar dê certo realizando todas essas contas a gente vai chegar esse comprimento de onda 486 nanômetro que seria essa linha que um azul clarinho é quase chegando no verde já a gente pode até inclusive representar esse fótons sendo emitido aqui certo a mesma coisa vai ocorrer quando esses elétrons realizar uma transição desse quinto nível aqui de energia esse nível 5 para o segundo nível ele também vai emitir a que o foto com um determinado comprimento de onda e se a gente pegar aqui novamente essa equação e no lugar do i colocou 2 no lugar do j colocar 15 resolver aqui a mesma conta a gente vai encontrar um comprimento de onda que vai ser igual a 434 nanômetros ou seja esse azul mais forte que o azul bem característico mesmo então aqui nesse caso quando o elétron realizar essa transição do nível 5 para o nível de energia vai emitir fóton com aquele comprimento de onda ou seja vai emitir luz azul agora caso o elétron realizasse uma transição desse sexto nível aqui para o segundo livro também aqui de energia e também emite luís ea gente poderia também pegar esses valores o igual a 6 substituir no lugar de jota eo animal a 2 no lugar de realizar novamente todo esse processo ea gente chega a um comprimento de onda igual a 410 nanômetros que representa essa linha violeta que então aqui nesse caso quando esses elétrons realizar essa transição do nível 6 para o segundo nível vai emitir luz nessa cor violeta então agora a gente viu aqui uma forma de conseguir explicar toda aquelas linhas do espectro de hidrogênio certo então se a gente observar que a gente vai ver que essas linhas observados ou seja essas cores que nós observamos no espectro do átomo de hidrogênio representa essa transição aqui do nível 3 do nível 4 no nível 5 eo de nível 6 para o segundo nível de energia certo essa séria que de transições que estão ocorrendo com esses elétrons empregando aqui para o nível 2 e que representa todo esse espectro de emissão do átomo de hidrogênio é chamado de série de ballmer mas essas aqui não são as únicas transições que ocorrem no átomo de hidrogênio existem outras transmissões aqui por exemplo vamos imaginar um elétron partindo do segundo nível de energia para o primeiro a gente pode representar isso aqui também aqui neste diagrama então esse elétron aqui saindo desse segundo nível de energia tudo segundo nível e e caindo aqui para o primeiro nível nesse caso ele também vai emitir fótons certo e será que a gente consegue também determinar o comprimento de onda dessa luz emitida que nessa transição sim a gente pode utilizar novamente a nossa equação de igual a rádio e vamos fazer isso então a gente vai ter aqui um sobre o comprimento de onda vai ser igual a r que a gente já sabe o valor que é 1,0 97 vezes 10 elevado sete certo a unidade de emitida a 1 sobre metro só que por vezes um sobre e ao quadrado e nesse caso esse nível - energético certo então a gente coloca aqui um ao quadrado melos 1 sobre o j que esse nível aqui de mais energias e jesus luz ao quadrado isso aqui então vai ser igual a 1 sobre o comprimento de onda que vai ser igual a 1,0 97 vezes 10 elevado a sétima 1 sobre metro vezes aqui vai ser um sobre e um - um sobre 4 e 1 - 1 sobre quatro vai ser igual a três quartos e três quartos é igual a 0,75 a gente pode até colocar isso aqui já de uma vez 0,75 então 1 sobre o comprimento de onda vai ser igual a 8 milhões duzentos e vinte e sete mil e quinhentos isso aqui é um sobre método certo então novamente para determinar esse comprimento de onda é só fazer um / esse número então o comprimento de onda que nesse caso vai ser igual a 1,215 vezes 10 elevado a -7 isso aqui em metros novamente andando com a vírgula duas casas nós teremos algo igual a 121 vezes 10 elevado a menos nove metros e 10 elevada - nove metros é o nome então esse comprimento de onda vai ser igual a 121 nome euros portanto a luz que será emitida aqui terá um comprimento de onda igual a 120 mil nanômetros ou seja mesmo nessa transição é emitido luís agora quando o elétron realiza essa transição do segundo nível para o primeiro nível o fóton emitido aqui a luz emitida terá um comprimento de onda que está abaixo do que os nossos olhos conseguem observar no caso na região aqui do ultra violeta e isso já vai representar uma linha de uma série diferente mas você também pode utilizar são de pau e hardware para determinar todos os outros possíveis comprimentos de onda para as mais variadas transições aqui do elétron do átomo de hidrogênio mas isso foge um pouco aqui o objetivo desse vídeo já que eu queria te mostrar apenas o espectro de emissão do átomo de hidrogênio e que pode ser explicado utilizando a equação de ballmer hiver que como a gente viu ela foi uma derivação do modelo do átomo de bohr para o átomo de hidrogênio certo como eu já falei com você em um vídeo anterior apesar do modelo de bota não será realidade ele permite com que a gente consiga perceber outras coisas como por exemplo que a energia é a quantia exata