73143

Экспериментально изучить природу оптических спектров щелочных и щелочноземельных солей

Лабораторная работа

Химия и фармакология

Они состоят из ограниченного числа спектральных линий каждая из которых характеризуется определенной длиной волны. Для щелочных и щелочноземельных металлов длина излучаемых электронами электромагнитных волн находится в пределах длин волн видимого света.

Русский

2014-12-04

55 KB

3 чел.

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Кумертауский филиал

Кафедра «ЕН и ОТД»

Лабораторная работа №1

Выполнил:

студент гр. АТП – 133з

Ишкулов Р. Р.

Проверил:

преподаватель

Муллаянов Р.Х.

2014г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.

Строение атома.

Цель: Экспериментально изучить природу оптических спектров щелочных и щелочноземельных солей.

Краткая справка

Спектры свободных атомов в газообразном состоянии называются атомными спектрами. Они состоят из ограниченного числа спектральных линий, каждая из которых характеризуется определенной длиной волны. Так, желтое окрашивание пламени газовой горелки при испарении в нем соли натрия обусловливается характеристической линией спектра натрия.

λ = 589,3 нм

Атомы в возбужденном состоянии испускают световые излучения, характеризуемые спектральными линиями. При нагревании атома электрическим зарядом его электроны приобретают избыточную энергию и переходят на более высокие энергетические уровни (возбужденное состояние атома). В возбужденном состоянии электроны находятся короткое время (10-7 – 10-8 с), далее они возвращаются на низкие энергетические уровни и при этом излучают энергию в виде спектральных линий.

На примере атома лития на рис. 1.2 показаны энергетические уровни вероятных перескоков наружных s-электронов в возбужденном состоянии на нижние уровни.

Рис. 1.2 Энергетические уровни вероятных перескоков наружного электрона в возбужденном состоянии и соответствующие энергии

Избыточная энергия электронов ΔЕ равна разности энергии электронов на высшем Ев и низшем Ен уровнях.

Согласно уравнению М. Планка, Е=hv, где h – постоянная планка (h=6,626*10-34 Дж/с); v – частота излучения; v = c/λ, где с = 3*108 мс-1, отсюда ΔЕ = hc/ λ .

Для щелочных и щелочноземельных металлов длина излучаемых электронами электромагнитных волн находится в пределах длин волн видимого света. В таблице 1.1 приведены энергии квантовых уровней, на которые возможен перескок наружного электрона s-элементов в возбужденном состоянии.

Таблица 1.1

Энергия наружных электронов s-элементов                                                        на различных энергетических уровнях.

Атомы

Е1

Е2

Е3

Е4

Е5

Е6

K

1,272

-

2,544

-

4,14

4,34

Na

3,027

-

-

-

5,11

5,14

Экспериментальная часть

Построим диаграмму энергетических уровней вероятных перескоков наружного электрона атома K. Пользуясь данными таблицы 1.1, вычислим значение ΔЕ и длину волны, соответствующую этому переходу.

ΔЕ61=4,34-1,272=3,068

ΔЕ51=4,14-1,272=2,868

ΔЕ31=2,544-1,272=1,272

ΔЕ53=4,14-2,544=1,6

ΔЕ63=4,34-2,544=1,8

ΔЕ65=4,34-4,14=0,2

λ 61=1240,8/3,068=404нм

λ51=1240,8/2,868=433нм

λ31=1240,8/1,272=976нм

λ53=1240,8/1,6=776нм

λ63=1240,8/1,49=689нм

λ65=1240,8/0,2=6204нм

Построим диаграмму энергетических уровней вероятных перескоков наружного электрона атома Na. Пользуясь данными таблицы 1.1, вычислим значение ΔЕ и длину волны, соответствующую этому переходу.

ΔЕ51=5,11-3,027=2,083

ΔЕ61=5,14-3,027=2,113

ΔЕ65=5,14-5,11=0,03

λ51=1240,8/2,083=596нм

λ61=1240,8/2,113=587нм

λ65=1240,8/0,03=41360нм

Таблица 1.2

Значения длин волн в видимой области спектра

λ, нм

цвет

λ, нм

цвет

390-410

фиолетовый

540-580

желтый

420-450

синий

580-610

оранжевый

470-530

зеленый

620-780

красный

Опыт № 1

В чашку налили 5 мл спирта, зажгли ее и насыпали в пламя небольшое количество соли KCl. Цвет пламени изменился на фиолетовый. По таблице 1.2 определили, что такая окраска пламени соответствует длинам волн в 390-410нм. Сопоставим значения длин волн для фиолетового цвета с расчетными длинами волн K. После сравнения можно сказать, что данная фиолетовая окраска пламени вследствие излучения атома в возбужденном состоянии при помещении его в пламя, обусловлен переходом электрона с 6 уровня на первый.

Опыт № 2

В чашку налили 5 мл спирта, зажгли ее и насыпали в пламя небольшое количество соли NaNO3. Цвет пламени изменился на оранжевый. По таблице 1.2 определили, что такая окраска пламени соответствует длинам волн в 580-610нм. Сопоставим значения длин волн для оранжевого цвета с расчетными длинами волн Na. После сравнения можно сказать, что данная оранжевая окраска пламени вследствие излучения атома в возбужденном состоянии при помещении его в пламя, обусловлен переходом электрона с 5 уровня на первый.

Вывод: на лабораторной работе мы экспериментально изучили природу оптических спектров для солей LiNO3 и NaNO3. В первом опыте произошел переход электрона с 3 уровня на первый, а во втором опыте переход электрона с 5 уровня на первый.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

68343. Средства правового обучения 1.61 MB
  Средства общения в процессе преподавания правовых дисциплин. Средства учебной деятельности. Технические средства обучения при преподавании права. Средства обучения предметы которые в процессе преподавания и обучения передают научную информацию или её представляют а также оказывают...
68344. Средняя Азия и Казахстан с древности до нового времени. Присоединение к России Казахстана и Средней Азии 30.5 KB
  На протяжении веков район центральной Азии был населен различными народами. Из России туда поступали меха кожа сукно а в Россию шли хлопок шелковые ткани холодное оружие и пряности. Реальной помощи казахи могли ожидать только от России.
68345. Транспортні вузли та транспортна система України 264.5 KB
  Транспорт та транспортні вузли повинні сприяти якнайшвидшій інтеграції України в загальноєвропейську економічну систему, що потребує створення залізничних та автомобільних шляхів з центральних частин Західної Європи – у країни СНД, з півночі Західної Європи – у країни Близького Сходу.
68349. Научная и философская проблема языка 84 KB
  Рефлексивное обращение сознания к языку связано с созданием новой науки лингвистики. Лингвистика наука о человеческом языке как средстве общения общих законах его строения и функционирования и обо всех языках мира. Лингвистика то же самое что и языкознание.
68350. Современная Россия и Чеченский кризис 32 KB
  Главной задачей государства является обеспечение наиболее благоприятных условий жизни граждан независимо от национальной и религиозной принадлежности; реализация права на самоопределение самоуправление на территориальных уровнях право на выбор культурной идентичности наделение...
68351. Современное состояние национальных отношений в РФ. Трудности, проблемы. Кризисные явления 25 KB
  Принятие конституции Республики Чечня вроде бы наметило пути разрешения многолетней напряжённости однако теракт 9 мая в Грозном показал что до ситуации спокойствия в республике ещё далеко. Самыми кричащими явлениями выступают республики Башкортостан и Татарстан.