Rydbergova formula

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Vodikove spektralne serije, u logaritamskoj skali
Prijelaz elektrona i njihova rezultirajuća valna duljina za vodik

Rydbergova formula se koristi u atomskoj fizici, za određivanje valnih duljina spektralnih linija mnogih kemijskih elemenata. Odredio ju je švedski fizičar Johannes Rydberg 1888.

Povijest[uredi VE | uredi]

1880. Rydberg je radio na određivanju odnosa između valnih duljina i spektralnih linija alkalijskih metala. Primjetio je da valne duljine dolaze u serijama i pojednostavio je proračune korištenjem novog pojma – valni broj, što je bila suprotna vrijednost od valne duljine (n = 1/λ).

Kasnije je doznao za Balmerovu formula, za vodikove spektralne linije u vidljivom dijelu spektra. Shvatio je da je Balmerova serija spektralnih linija samo dio spektralnih linija atoma vodika. Rydbergova formula je imala veliku ulogu u stvaranju Bohrovog modela atoma. U tom modelu broj n prestavlja broj energetske razine u atomu. [1] [2]

Rydbergova formula za vodik[uredi VE | uredi]

\frac{1}{\lambda} = R_\infty \left(\frac{1}{n_1^2}-\frac{1}{n_2^2}\right)

gdje je:

\lambda \! - - valna duljina elektromagnetskog zračenja emitiranog u vakuumu
R_\infty \! - Rydbergova konstanta,
n_1\! and n_2\! - cijeli brojevi, tako da vrijedi n_1 < n_2\!.

Ako stavimo za n1 broj 1 i ako stavimo za n2 broj 2, dobijemo spektralnu liniju u Lymanovoj seriji sa valnom duljinom 91 nm u ultraljubičastom dijelu spektra.

n1 n2 Naziv Približenje prema
1 2 → ∞ Lymanova serija   91,13 nm (Ultraljubičasto zračenje)
2 3 → ∞ Balmerova serija  364,51 nm (Vidljiva svjetlost)
3 4 → ∞ Paschenova serija  820,14 nm (Infracrveno zračenje)
4 5 → ∞ Brackettova serija 1458,03 nm (Infracrveno zračenje)
5 6 → ∞ Pfundova serija 2278,17 nm (Infracrveno zračenje)
6 7 → ∞ Humphreysova serija 3280,56 nm (Infracrveno zračenje)

Rydbergova formula za elemente slične vodiku[uredi VE | uredi]

Rydbergova formula se može proširiti za kemijske elemente slične vodiku:

\frac{1}{\lambda_{\mathrm{vac}}} = RZ^2 \left(\frac{1}{n_1^2}-\frac{1}{n_2^2}\right)

gdje je:

\lambda_{\mathrm{vac}}\! - valna duljina elektromagnetskog zračenja emitiranog u vakuumu
R\! - Rydbergova konstanta za taj kemijski element
Z\! - atomski broj ili broj protona u atomskoj jezgri tog kemijskog elementa
n_1\! and n_2\! cijeli brojevi, tako da vrijedi n_1 < n_2\!.

Ta formula se može primijeniti samo za kemijske elemente slične vodiku, koji imaju samo jedan elektron u atomu, kao što su: He+, Li2+, Be3+ itd. Rydbergova formula za druge kemijske elemente može odrediti samo neke valne duljine, za elektrone koji su udaljeni od jezgre. Uz neke izmjene, Rydbergova formula može točno izračunati valne duljine za poseban slučaj K-alfa linija u rendgenskom dijelu spektra.

Za atome sa većim brojem elektrona, Rydbergova formula daje netočne vrijednosti, budući da unutrašnji elektroni utječu na vanjske elektrone.

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. N. Bohr: "Rydberg's discovery of the spectral laws", publisher=North-Holland Publ. Cy., 1985.
  2. W. Ritz: "Magnetische Atomfelder und Serienspektren", journal=Annalen der Physik, 1908.,
  • Mike Sutton: "Getting the numbers right—the lonely struggle of Rydberg", journal=Chemistry World, 2004.
  • Martinson Indrek, L.J. Curtis: "Janne Rydberg – his life and work", journal = NIM B, [1] 2005.