طيف ذرة الهيدروجين

ملخص الدرس

شكل (٧) طيف ذرة الهيدروجين (سلسلة بالمر) طيف ذرة الهيدروجين The Hydrogen Spectrum لقد أحدث الانبعاث الطيفي للعناصر الكيميائية قدراً كبيراً من المشاكل المختلفة، إذ وجد العلماء أن الطيف لأي عنصر يتألف من أطوال موجية، توحي بانتظام وتناسق محددين بحيث يمكن أن تصنف في مجموعات سميت بسلاسل الأطياف. هذا الأمر جعل العلماء يجتهدون في صياغة النظريات حول البنية الداخلية للذرة. فبنظرة إلى طيف ذرة الهيدروجين نجد أن خطوطه تظهر في تراتيب معينة، فالفرق في الأطوال الموجية بين مختلف الخطوط يتناقص بسرعة كلما اتجهنا نحو الموجات الأقصر (انظر إلى الشكل (٧) الذي يمثل طيف ذرة الهيدروجين). وفي عام ١٨٨٥م نجح مدرس ثانوي سويسري يدعى (جوهن بالمر) بعد كثير من الجهد والدراسة أن يضع صيغة رياضية تجريبية يمكنها أن تحسب بدقة أطوال أمواج خطوط الطيف المرئي لذرة الهيدروجين المقاسة تجريبياً وهذه الصيغة هي العلاقة (١). حيث (λ) هو الطول الموجي للخط الطيفي ومقلوبه (١/λ) يسمى العدد الموجي ووحدة قياسه هو مقلوب وحدة الطول، و(ن) عدد صحيح موجب يساوي ٣، ٤، ٥، ٦، ...، ∞ و(R_H) ثابت يسمى ثابت (ريد بيرج)، تكريماً للعالم السويدي (جوهن ريدبيرج) الذي ساهم في تطوير صيغة بالمر وقيمته للهيدروجين R_H = ١٠٩٧٤٧.٥٨ سم⁻¹. عندما ن = ٣، ٤، ٥ نحصل على الخط الأول والثاني والثالث على التوالي التي تظهر في الطيف المرئي لذرات الهيدروجين وهكذا فبإعطاء (