محتويات
مفهوم الأطياف الذرية
تُعرف الأطياف الذرية بأنها حزمة من الأطوال الموجية الكهرومغناطيسية التي تنبعث من الذرة المثارة عندما تعود إلى حالة الاستقرار.[١] والمقصود بالذرة المثارة هو حصول الذرة على طاقة تعمل على نقل إلكتروناتها من مستوى طاقة أقل (مستقر) إلى مستوى طاقة أعلى (مثار)، وعندما تعود هذه الإلكترونات إلى المستوى المستقر، فأنه تنبعث الطاقة التي اكتسبها على شكل إشعاع ضوئي وهو ما يسمى بالطيف الذري ويمكن أن تكون هذه الإشعاعات التي يتكون منها الطيف، أما مرئية أو غير مرئية.[١]
أنواع الأطياف الذرية
فيما يأتي أنواع الأطياف الذرية:
طيف الانبعاث
هو عبارة عن مجموعة ترددات الإشعاع الكهرومغناطيسي التي تنبعث من ذرة أو جزيء ينتقل من مستوى طاقة أعلى إلى مستوى طاقة أقل، وتكون الطاقة المنبعثة تساوي فرق الطاقة بين المستوى الأعلى بالطاقة والمستوى الأقل بالطاقة، ولكل عنصر كيميائي طيف انبعاث خاص فيه حتى يميزه عن باقي العناصر.[٢]
ينشأ طيف الانبعاث عند تسخين العنصر الكيميائي بحيث تقوم ذرة العنصر على امتصاص طاقة حرارية وتتحول إلى طاقة حركية للإلكترونات، فتعمل هذه الطاقة على إثارة الإلكترونات نتيجة اكتسابها هذه الطاقة، وعندها تنتقل إلى مستوى طاقة أعلى ثم تعود هذه الإلكترونات إلى المستوى الأقل في الطاقة وهو المستوى التي كانت موجودة فيه.[٢]
وسوف تعمل الإلكترونات على التخلص من الطاقة على شكل شعاع ضوئي له تردد معين، والهدف من هذه العملية أن الإلكترونات في الذرة تميل إلى شكل معين تكون فيه طاقة الذرة قليلة قدر الإمكان، ويستخدم جهاز الانبعاث الذري لقياس شدة الضوء المنبعث عند طول موجي معين لتحديد كمية العنصر في العينة، وهناك نوعان من طيف الانبعاث هما كالآتي:[٢]
- الطيف المستمر (المتصل)
هو طيف يتكون من حزم ضوئية غير منقطعة أي متصل الترددات، ويظهر على شكل شريط دون فراغات أو فواصل بدون لون، ويحتوي على ألوان الطيف السبعة (الأحمر، البرتقالي، الأصفر، الأخضر، الأزرق، النيلي، البنفسجي)، ويجب أن يتوفر درجة حرارة عالية للعنصر الكيميائي حتى يحدث هذا الطيف. مثال عليه: الطيف الشمسي.
- الطيف الخطي (غير متصل)
هو طيف يتكون من أطوال موجية (ألوان) محدودة مثل (طيف الهيدروجين H، طيف النيون Ne، طيف الزئبق Hg )، وينتج من خلال إثارة ذرات إحدى هذه العناصر، وتبعث هذه العناصر الطاقة التي اكتسبتها نتيجة الإثارة على شكل ضوء محدود الألوان.
طيف الامتصاص
يُعرف بأنه حزمة من الأطوال الموجية التي تنتج عند امتصاص العنصر أو بخار العنصر الضوء المار فيه. وينتج هذا الطيف عند مرور ضوء أبيض من خلال بخار العنصر فينتج خطوط طيف الامتصاص، وتظهر هذه الخطوط على شكل خطوط سوداء.[٢]
يحتاج هذا الطيف إلى تعريض ذرات العنصر إلى الحرارة، فتنتقل ذرات هذا العنصر من مستوى طاقة منخفض إلى مستوى طاقة أعلى، وعندما يصل الإلكترون إلى مستوى الطاقة الأعلى، فإنه لا يبقى مدة طويلة في هذا المستوى حينها يعود بسرعة إلى المستوى الأقل طاقة.[٢]
يستخدم هذا الطيف من أجل معرفة نوع الغاز ومعرفة الأطول الموجية للخطوط السوداء في طيف امتصاص الغاز، ويستخدم هذا الطيف في مجالات علمية واسعة: مثل علم الأدوية وعلم السموم وفي التحليل السريري للمعادن في السوائل مثل الدم والبول والكبد والشعر.[٢]
الفرق بين طيف الانبعاث الذري وطيف الامتصاص
هناك فروق عديدة بين طيف الامتصاص وطيف الانبعاث، وفيما يأتي أبرزها:[٣]
- طيف الانبعاث له عدد من الخطوط الملونة المختلفة، أما طيف الامتصاص فيه خطوط داكنة اللون.
- طيف الامتصاص ينتج عندما تمتص الذرات الطاقة، أما طيف الانبعاث ينتج عندما تطلق الذرات طاقة.
- طيف الانبعاث يحدد نوع العناصر المكونة للمادة، ولكل عنصر مستوى انبعاث خاص فيه، أما طيف الامتصاص يمكن من خلاله تحديد عدد المواد الموجودة في العينة، ومعرفة مدى قدرة أجسام محددة من امتصاصها للطاقة.
المراجع
- ^ أ ب “Atomic Spectra”, byjus, Retrieved 8/2/2022. Edited.
- ^ أ ب ت ث ج ح “Atomic Spectra | Definition, Discovery, Types”, chemistryqna, Retrieved 8/2/2022. Edited.
- ↑ ” Understanding Atomic Spectra”, libretexts., Retrieved 8/2/2022. Edited.
