Colori e spettri di emissione e assorbimento.
E' una domanda più di fisica che di chimica, secondo il mio modesto parere, quindi la posto qui. Riguarda gli spettri di emissione e di assorbimento delle sostanze.
Dunque, parto dal primo. Come sempre faccio, scrivo aspettando che mi correggiate. Io fornisco radiazione elettromagnetica ad un campione di una sostanza (che sia pura o no, non è influente per ciò che vorrei chiedere: supponiamo per semplicità di discorso che sia pura). Tale radiazione elettromagnetica può, come tale, avere lunghezza d'onda differente, e "energia" uguale a $h c/ \lambda$. Quindi, minore sarà la lunghezza d'onda e maggiore sarà l'energia. Quale energia? L'energia posseduta da questa onda-particella (che se non ho capito male viene chiamata "fotone" anche quando la radiazione elettromagnetica non è quella di un raggio di luce solare; io la definirò così, sperando di essere corretto anche su questo, qualora ce ne fosse bisogno).
Quando il fotone colpisce l'atomo, cosa succede di preciso? Cosa permette ad un elettrone di "saltare" ad un livello energetico più alto?
Se l'energia colpisce vari atomi di sostanza, per come ho capito io, tutti gli elettroni vengono in qualche modo "eccitati", ossia l'energia viene fornita a tutti gli elettroni dell'atomo. Solo che solo se quest'energia è sufficiente, essi effettuano il "salto quantico" da un livello energetico all'altro.
Ricordo poi dalle scuole medie che quando la luce del sole colpisce un corpo, esso assorbe tutta la radiazione tranne quella del colore che noi vediamo, che vediamo perché, se non ricordo male, l'elettrone emette l'energia fornitagli per tornare al suo stato fondamentale. E i corpi trasparenti? Perché sono tali? Perché rimandano indietro solo lunghezze d'onda che il nostro occhio non può percepire?
Osservando lo spettro d'emissione dell'elemento soggetto alla nostra analisi, vediamo che esso si compone di varie linee. Io nella mia testa analizzo il fenomeno così: se nell'atomo eccitato sono presenti vari elettroni, e se viene fornita un energia capace di far compiere il salto quantico agli elettroni di vari livelli (in questo caso, quindi, è importante la $\Delta E$ tra i vari livelli), allora vari elettroni "bruciano" quest'energia emettendo varie radiazioni di diverso colore che si imprimono sul nastro caratteristico usato per analisi del genere. E l'emissione avviene sottoforma di radiazione elettromagnetica, che va a colpire gli elettroni del nastro per suscitare determinati effetti "cromatici".
Però a questo punto non capisco perché lo spettro di emissione dell'idrogeno abbia quattro righe. Mi spiego meglio. Io immagino che questo avvenga perché quando un campione di idrogeno viene colpito dalla radiazione elettromagnetica, pur avendo esso un solo elettrone (considero l'isotopo 1 dell'idrogeno, se il problema della mia incomprensione dipende dal fatto che in un campione di idrogeno vi siano anche deuterio e trizio, me lo direte
) per ogni atomo, per ognuno di questi atomi subisca "eccitazioni" differenti (es. l'atomo 1 va dal primo al secondo livello, l'atomo 2 dal primo al terzo, l'atomo tre dal 1 al quarto), sicché partono dal campione di idrogeno eccitato radiazioni elettromagnetiche di diversa lunghezza d'onda, corrispondenti a diversi colori nello spettro di emissione. Ma se l'idrogeno ha un solo elettrone, se fornisco una data energia, qualunque essa sia, secondo il modello da me creato appena sopra, dovrebbe sempre uscire una linea all' emissione.
Con lo spettro di assorbimento, il problema è analogo. Ogni campione assorbe determinate lunghezze d'onda che "mischia", al momento dell'emissione dell'energia assorbita dagli elettroni per compiere il salto quantico, per dare la bellissima infinita gamma di colori che si vedono nell'universo. Così, se un corpo viene attraversato da una lunghezza d'onda determinata, esso è verde, ad esempio, perché le radiazioni elettromagnetiche blu e gialle eccitano i suoi elettroni. L'occhio umano, allora, non riesce a distinguere il giallo dal blu, al momento dell'emissione, ma li "confonde". E' il classico esempio della ruota multicolore che se fatta girare diventa bianca.
E poi, cosa si intende di preciso per serie di Lyman, Rydberg, Paschen?
Ovviamente, le mie parole denotano molta confusione. Spero che qualcuno mi aiuti
Dunque, parto dal primo. Come sempre faccio, scrivo aspettando che mi correggiate. Io fornisco radiazione elettromagnetica ad un campione di una sostanza (che sia pura o no, non è influente per ciò che vorrei chiedere: supponiamo per semplicità di discorso che sia pura). Tale radiazione elettromagnetica può, come tale, avere lunghezza d'onda differente, e "energia" uguale a $h c/ \lambda$. Quindi, minore sarà la lunghezza d'onda e maggiore sarà l'energia. Quale energia? L'energia posseduta da questa onda-particella (che se non ho capito male viene chiamata "fotone" anche quando la radiazione elettromagnetica non è quella di un raggio di luce solare; io la definirò così, sperando di essere corretto anche su questo, qualora ce ne fosse bisogno).
Quando il fotone colpisce l'atomo, cosa succede di preciso? Cosa permette ad un elettrone di "saltare" ad un livello energetico più alto?
Se l'energia colpisce vari atomi di sostanza, per come ho capito io, tutti gli elettroni vengono in qualche modo "eccitati", ossia l'energia viene fornita a tutti gli elettroni dell'atomo. Solo che solo se quest'energia è sufficiente, essi effettuano il "salto quantico" da un livello energetico all'altro.
Ricordo poi dalle scuole medie che quando la luce del sole colpisce un corpo, esso assorbe tutta la radiazione tranne quella del colore che noi vediamo, che vediamo perché, se non ricordo male, l'elettrone emette l'energia fornitagli per tornare al suo stato fondamentale. E i corpi trasparenti? Perché sono tali? Perché rimandano indietro solo lunghezze d'onda che il nostro occhio non può percepire?
Osservando lo spettro d'emissione dell'elemento soggetto alla nostra analisi, vediamo che esso si compone di varie linee. Io nella mia testa analizzo il fenomeno così: se nell'atomo eccitato sono presenti vari elettroni, e se viene fornita un energia capace di far compiere il salto quantico agli elettroni di vari livelli (in questo caso, quindi, è importante la $\Delta E$ tra i vari livelli), allora vari elettroni "bruciano" quest'energia emettendo varie radiazioni di diverso colore che si imprimono sul nastro caratteristico usato per analisi del genere. E l'emissione avviene sottoforma di radiazione elettromagnetica, che va a colpire gli elettroni del nastro per suscitare determinati effetti "cromatici".
Però a questo punto non capisco perché lo spettro di emissione dell'idrogeno abbia quattro righe. Mi spiego meglio. Io immagino che questo avvenga perché quando un campione di idrogeno viene colpito dalla radiazione elettromagnetica, pur avendo esso un solo elettrone (considero l'isotopo 1 dell'idrogeno, se il problema della mia incomprensione dipende dal fatto che in un campione di idrogeno vi siano anche deuterio e trizio, me lo direte
) per ogni atomo, per ognuno di questi atomi subisca "eccitazioni" differenti (es. l'atomo 1 va dal primo al secondo livello, l'atomo 2 dal primo al terzo, l'atomo tre dal 1 al quarto), sicché partono dal campione di idrogeno eccitato radiazioni elettromagnetiche di diversa lunghezza d'onda, corrispondenti a diversi colori nello spettro di emissione. Ma se l'idrogeno ha un solo elettrone, se fornisco una data energia, qualunque essa sia, secondo il modello da me creato appena sopra, dovrebbe sempre uscire una linea all' emissione. Con lo spettro di assorbimento, il problema è analogo. Ogni campione assorbe determinate lunghezze d'onda che "mischia", al momento dell'emissione dell'energia assorbita dagli elettroni per compiere il salto quantico, per dare la bellissima infinita gamma di colori che si vedono nell'universo. Così, se un corpo viene attraversato da una lunghezza d'onda determinata, esso è verde, ad esempio, perché le radiazioni elettromagnetiche blu e gialle eccitano i suoi elettroni. L'occhio umano, allora, non riesce a distinguere il giallo dal blu, al momento dell'emissione, ma li "confonde". E' il classico esempio della ruota multicolore che se fatta girare diventa bianca.
E poi, cosa si intende di preciso per serie di Lyman, Rydberg, Paschen?
Ovviamente, le mie parole denotano molta confusione. Spero che qualcuno mi aiuti
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