Μέρος της θεωρίας στο άρθρο αυτό προέρχεται από το βιβλίο «Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης» – Κ. Καλαματιανός.  Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου, αποσπάσματά του και τρόποι αγοράς δίνονται στον ιστότοπο  https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks.

Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.  Διατίθεται επίσης στα εξής  βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων): Ιανός (Αθήνα – Θεσ/νικη), ΚορφιάτηςΓρηγόρη, ΕλευθερουδάκηςΠατάκης,  Αναστασάκης, Βιβλιοχώρα.

Εάν τα άτομα ή τα μόρια θερμανθούν σε κατάλληλα υψηλές θερμοκρασίες εκπέμπουν ακτινοβολία με χαρακτηριστικό μήκος κύματος  (το μήκος κύματος της ακτινοβολίας διαφέρει από άτομο σε άτομο ή από μόριο σε μόριο). Εάν η ακτινοβολία αυτή περάσει μέσα από πρίσμα διαχωρίζεται και δίνει μία σειρά από έγχρωμες γραμμές συγκεκριμένου μήκους κύματος που βρίσκονται επάνω σε ένα μαύρο φόντο. Το οπτικό αυτό φαινόμενο που προκύπτει κατά την ανάλυση μίας φωτεινής δέσμης στα επιμέρους συστατικά μήκη κύματος (ή χρώματά της) ονομάζεται φάσμα. Ειδικά στην περίπτωση που το φάσμα προέρχεται από την ανάλυση εκπεμπόμενης ακτινοβολίας ονομάζεται φάσμα εκπομπής η καλλίτερα γραμμικό φάσμα εκπομπής. 

 

Σχήμα 1: Συνεχές φάσμα, γραμμικό φάσμα εκπομπής, γραμμικό φάσμα απορρόφησης. Στο σχήμα παρουσιάζονται τρεις τύποι φασμάτων. Ένα γραμμικό φάσμα εκπομπής δημιουργείται από την ακτινοβολία που προέρχεται από τα άτομα θερμού αερίου όταν περάσει μέσα από πρίσμα. Ένα συνεχές φάσμα δημιουργείται όταν η ακτινοβολία που προέρχεται από ένα λαμπτήρα περάσει μέσα από πρίσμα. Ένα γραμμικό φάσμα απορρόφησης δημιουργείται όταν η ακτινοβολία που προέρχεται από ένα θερμό σώμα περάσει μέσα από ψυχρό αέριο και κατόπιν μέσα από πρίσμα.Σχήμα 2: Γραμμικά φάσματα εκπομπής των στοιχείων Na, Hg, Li, και Η. Παρατηρείται η μοναδικότητα του κάθε φάσματος.

 

Το γραμμικό φάσμα κάθε στοιχείου είναι μοναδικό (Σχήμα 2).  Αποτελεί κατά αναλογία ένα είδος «δακτυλικού αποτυπώματος» για το στοιχείο αυτό και χρησιμοποιείται για την χημική αναγνώρισή του. Για παράδειγμα, το 1868 το γραμμικό φάσμα εκπομπής του στοιχείου ηλίου (He) χρησιμοποιήθηκε για την αναγνώριση του στοιχείου αυτού στον δακτύλιο του ήλιου. Αργότερα το ήλιο (He) αναγνωρίσθηκε και στην ατμόσφαιρα της γης.

H επεξήγηση της μοναδικότητας των γραμμικών φασμάτων των στοιχείων, γνωστή από τον 17ο αιώνα, ερμηνεύθηκε για πρώτη φορά από το ατομικό πρότυπο του N. Bohr (1913). Με βάση το ατομικό πρότυπο του Bohr «ενέργεια συγκεκριμένης συχνότητας για κάθε άτομο στοιχείου εκπέμπεται για να μεταπηδήσει ένα ηλεκτρόνιό του από ένα ψηλότερο σε ένα χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο (π.χ. από την τροχιά με n = 3 στην τροχιά με n =1)». Αυτό συμβαίνει γιατί διαφέρουν τα ενεργειακά τους επίπεδα ή απλά θα λέγαμε διαφέρουν οι αποστάσεις των ηλεκτρονιακών τροχιών τους από τον πυρήνα. Η διαφορά ενέργειας μεταξύ των ενεργειακών επιπέδων κάθε στοιχείου είναι μοναδική (δεν συναντάται σε άλλα στοιχεία). Έτσι το γραμμικό φάσμα εκπομπής (ή απορρόφησης) κάθε στοιχείου είναι μοναδικό αφού προκύπτει από την ακτινοβολία που προέρχεται από μεταπηδήσεις ηλεκτρονίων μεταξύ των ενεργειακών επιπέδων του που οι διαφορές ενέργειας τους είναι μοναδικές.

 

                                                  Σχήμα 2: Γραμμικά φάσματα εκπομπής των στοιχείων Na, Hg, Li, και Η. Παρατηρείται η μοναδικότητα του κάθε φάσματος.
 

 

 

 

Advertisements