De acordo com o modelo atômico de Bohr, explique qual a diferença entre as séries de Lyman, Balmer e Paschen?
Passo 1
Beleza, a questão quer que a gente explique, usando o modelo de Bohr do átomo, qual é a diferença entre as séries de Lyman, Balmer e Paschen. Isso é física atômica, mais especificamente espectroscopia e níveis de energia quantizados. Para resolver, a gente vai usar:
- A fórmula da energia dos níveis do átomo de hidrogênio no modelo de Bohr:
ou, em termos de energia em elétron–volts,
- A fórmula de Rydberg para o comprimento de onda da luz emitida quando o elétron “cai” de um nível
maior para um nível menor:
Passo 2
No modelo de Bohr, o elétron só pode ficar em órbitas com números quânticos inteiros
. Cada órbita tem energia fixa
. Quando o elétron “cai” de um nível
para um nível
, ele emite um fóton de energia
É dessa diferença de energia que sai a luz em comprimentos de onda bem certos.
Passo 3
As séries espectrais (Lyman, Balmer, Paschen) classificam os fótons emitidos de acordo com o nível final
:
- Série de Lyman:
- Série de Balmer:
- Série de Paschen:
Ou seja, em cada série, o elétron sempre “cai” para aquele nível fixo, e o nível inicialvaria de até o infinito.
Passo 4
Se a gente usar a fórmula de Rydberg
com
igual a 1, 2 ou 3, obtém-se comprimentos de onda em regiões diferentes do espectro:
- Lyman (
): fica no ultravioleta (UV), . - Balmer (
): fica na luz visível, aproximadamente . - Paschen (
): fica no infravermelho (IR), .
Resposta
A diferença entre as séries de Lyman, Balmer e Paschen é o nível final para o qual o elétron cai (1, 2 ou 3, respectivamente), o que faz com que elas apareçam em regiões diferentes do espectro: Lyman no UV, Balmer na luz visível e Paschen no IR.