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Estructura de la materia – Interpretación del espectro de emisión del hidrógeno según el modelo de Bohr

El éxito más notable del modelo de Bohr es que permitió la interpretación satisfactoria del espectro de emisión del hidrógeno, el cual había sido determinado experimentalmente sin tener una explicación para la aparición de líneas discretas. Así, mediante el modelo de Bohr se explica el porqué de las series de Lyman, Balmer, Paschen, Bracket y Pfund, y se calculan teóricamente las energías de las transiciones, que coinciden con las energías experimentales. Cabe destacar que la serie de Balmer, compuesta por 4 líneas discretas, es la única de estas series cuyas longitudes de onda caen dentro del espectro visible.

Para realizar el espectro de emisión del hidrógeno, debemos hacer incidir una radiación electromagnética sobre una muestra de hidrógeno gaseoso. Esto producirá la excitación, lo cual quiere decir que los átomos de hidrógeno pasarán del estado fundamental, n=1, a estados excitados: primer estado excitado (n=2), segundo estado excitado (n=3), tercer estado excitado (n=4)… Cuando dejamos de aportar dicha energía externa, puesto que los estados excitados son muy inestables, el electrón excitado retorna al estado fundamental o a otros estados energéticos inferiores. Puesto que tenemos muchísimos átomos de hidrógeno en la muestra, estadísticamente se producen todas las posibles transiciones energéticas (de n=2 a n=1, de n=3 a n=2 y a n=1, de n=4 a n=3, a n=2 o a n=1…). Estas líneas a longitudes de onda discreta que registramos con un espectrofotómetro, constituyen el espectro de emisión del hidrógeno.

Las diferentes series de líneas que hemos comentado previamente corresponden a diferentes niveles de llegada. Así, tenemos:

Nivel de llegada n=1     Serie de Lyman

Nivel de llegada n=2     Serie de Balmer

Nivel de llegada n=3     Serie de Paschen

Nivel de llegada n=4     Serie de Bracket

Nivel de llegada n=5     Serie de Pfund

Si te interesa, aquí hallarás una herramienta donde podrás visualizar los espectros de emisión y de absorción de la mayoría de elementos químicos, incluido el del hidrógeno.

Category: Estructura atómica y Estructura de la materia.

Etiquetas: Espectros atómicos y Modelos atómicos.

15 Comentarios

  1. muchas gracias por la explicación, ¿Cuando se hace un ejercicio, de saltos de una raya a otra, n2 tiene que ser mayor o igual que n1+1?

    Elia Valero Espín, 1 Año Antes Responder

    • Hola Elia, bienvenida. En realidad las transiciones pueden ser tanto de un valor mayor a uno menor como viceversa. Por ejemplo, puedes tener una transición de un nivel n=2 a n=3,4,5… en cuyo caso el electrón necesitará absorber energía para subir de nivel (también se llama promocionar), aunque también puedes tener una transición, por ejemplo, de n=2 a n=1, o de n=3 a n=1, desprendiéndose energía, porque vamos de un nivel superior a uno inferior. Sin embargo, como ves en los ejemplos, no necesariamente las transiciones tienen que ser entre dos niveles consecutivos. Un electrón puede “saltar de golpe” dos o tres niveles.

      QuimiTube, 1 Año Antes Responder

  2. Gracias por la explicación, muy bien explicado, Una pregunta ¿Como puedo calcular la energía de cada orbital de otro elemento como el Litio?

    Juan Vanegas, 1 Año Antes Responder

    • Hola Juan, sólo se puede calcular de forma precisa para el hidrógeno porque tiene un único electrón. Cuando tienes más electrones, las repulsiones electrón-electrón lo complican todo y sólo se puede calcular de forma aproximada. Generalmente se usan aproximaciones de la ecuación de Schrödinger y programas informáticos para hacerlo, no se hace con el modelo de Bohr.

      QuimiTube, 1 Año Antes Responder

  3. Gracias! explicas claramente, ademas de ser muy guapa!
    Vine a ver tu video porque soy docente en una preparatoria y éste semestre tengo que dar química 1 y hay cosas que ya se me han olvidado.

    Saludos

    Victor Hugo, 11 Mess Antes Responder

  4. Hola, me me encantan tus videos, me ayudaron mucho con mi selectividad!! Me gustaria preguntarte que significa cuando decimos que todas las orbitas NO estan permitidas

    Juan, 11 Mess Antes Responder

    • ¡Hola! Significa que los electrones no pueden tomar cualquier valor de energía. Imagínate que en un orbital, un electrón tiene una energía de 2eV (por atracción al núcleo, energía cinética, repulsión con otros electrones…). Pues tal vez en la órbita siguiente, cuando “salte” tenga una energía de 4 eV, pero solo podrá tomar esos valores, 2 o 4, nunca otros intermedios: 2,5; 3; 3,5… Por tanto, una órbita en la que el electrón tuviera esos valores de energía es imposible y se dice que “no está permitida”.

      QuimiTube, 11 Mess Antes Responder

  5. Gran explicación! Me ayudaste mucho con tu clase sobre el espectro de emisión del hidrógeno. Muchas gracias por transmitir de forma tan didáctica tus conocimientos.
    Un saludo.

    Montse, 10 Mess Antes Responder

    • Muchísimas gracias Montse, me alegra que te haya servido. Un saludo grande.

      QuimiTube, 9 Mess Antes Responder

  6. Estoy entusiasmado asistiendo virtualmente a estas lecciones magistrales en su máxima expresión. El mensaje de las mismas cala de una forma eficaz, didáctica y muy motivadora.
    Gracias por el esfuerzo.

    Fernando, 9 Mess Antes Responder

    • Muchísimas gracias, Fernando, por tu comentario tan agradable. Me alegra muchísimo que te gusten tanto las clases, el objetivo es que se aprenda sin que la química resulte tediosa o aburrida, ya que es una ciencia muy bonita y es una pena que algunas personas tengan tan mala opinión de ella. Un saludo grande.

      QuimiTube, 9 Mess Antes Responder

  7. Hola, buenas noches. Soy portugués y estoy impresionado con tu capacidad de hacer simple lo que no lo es. Te quería preguntar si es necesario en los exámenes de selectividad saber cuanto es 1 eV. Gracias.

    Francisco, 6 Mess Antes Responder

    • ¡Hola de nuevo! Muchas gracias por tu comentario, me alegra que te sirva. Yo creo que depende de la comunidad autónoma saber o no la equivalencia que hay entre eV y J, en algunas comunidades estos datos vienen dados en la tabla periódica adicional que te aportan y otras no. Así que es conveniente que lo sepas, por si acaso.

      QuimiTube, 6 Mess Antes Responder

  8. Hola, perdón, solamente más una pregunta:¿ Por qué tiene el espectro visible del hidrógeno 4 líneas?

    Francisco, 6 Mess Antes Responder

    • Hola Francisco, cada transición electrónica tiene una energía a la que le corresponde una longitud de onda. Así, en la estructura del hidrógeno, solo 4 de las transiciones tienen una longitud de onda que cae dentro del visible, de modo que presentará 4 líneas en esta zona. Esto es distinto para cada elemento y el motivo es que cada orbital en cada elemento tiene una energía distinta. Un saludo.

      QuimiTube, 6 Mess Antes Responder


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