Isolierte Atome - Spektren < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:51 Mo 17.09.2007 | | Autor: | Fee_91 |
| Aufgabe | Schreiben Sie einen Text zu folgender Problemstellung:
"Warum senden isolierte Atome Linienspektren aus?"
Basieren Sie Ihren Text auf einer Beschreibung des Energieniveauschemas. |
Hallo!
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
Die oben aufgeführte Aufgabe habe ich heute im Chemieunterricht aufbekommen. Ich kann allerdings nicht allzu viel damit anfangen...
Ich kann das Energieniveauschema beschreiben, es aber leider nicht in Verbindung mit dem Aussenden von Spektren bringen!
Wir haben folgende Merksätze, die mir für die Aufgabe nützlich sein könnten, festgehalten:
Ein Spektrum ist die Anordnung gleichartiger Objekte zwischen zwei Grenzen. Sind die Übergänge nahtlos, handelt es sich um ein kontinuierliches Spektrum.
(Gegenteil wäre also das Linienspektrum??)
Wenn Atome von außen Energie bekommen, ändert sich ihre Elektronenkonfiguration.
Isolierte Atome sind Atome, die kräftefrei sind und einen großen Abstand zu anderen Atomen haben.
Leider kann ich, wie gesagt, die Zusammenhänge nicht erkennen. Ich glaube, das größte Problem liegt bei mir auch darin, dass ich mir das Aussenden von Spektren nicht VORSTELLEN kann...
Kann mir vielleicht jemand helfen, die Zusammenhänge zu verstehen und sie richtig formulieren zu können?
Das wär lieb, danke!!
LG,
Fee
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:15 Mo 17.09.2007 | | Autor: | ONeill |
Hallo!
> Die oben aufgeführte Aufgabe habe ich heute im
> Chemieunterricht aufbekommen. Ich kann allerdings nicht
> allzu viel damit anfangen...
> Ich kann das Energieniveauschema beschreiben, es aber
> leider nicht in Verbindung mit dem Aussenden von Spektren
> bringen!
> Wir haben folgende Merksätze, die mir für die Aufgabe
> nützlich sein könnten, festgehalten:
>
> Ein Spektrum ist die Anordnung gleichartiger Objekte
> zwischen zwei Grenzen. Sind die Übergänge nahtlos, handelt
> es sich um ein kontinuierliches Spektrum.
> (Gegenteil wäre also das Linienspektrum??)
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]")
> Wenn Atome von außen Energie bekommen, ändert sich ihre
> Elektronenkonfiguration.
> Isolierte Atome sind Atome, die kräftefrei sind und einen
> großen Abstand zu anderen Atomen haben.
> Leider kann ich, wie gesagt, die Zusammenhänge nicht
> erkennen. Ich glaube, das größte Problem liegt bei mir auch
> darin, dass ich mir das Aussenden von Spektren nicht
> VORSTELLEN kann...
> Kann mir vielleicht jemand helfen, die Zusammenhänge zu
> verstehen und sie richtig formulieren zu können?
Also...
Nehmen wir als Beispiel mal das Wasserstoff Atom. Das hat auf der untersten Schale (nennt man auch K-Schale). Ein Elektron.
Das befindet sich dort derzeit auf einem Energieminimum. Wenn du es nun schaffst das Atom anzuregen, zB. in dem du es mit elektormagnetischen Wellen bestrahlst (Licht), dann "springt" das Elektron von der K Schale auf eine höhere, die L-Schale.
Da dieser Zustand nicht sonderlich stabil ist, fällt das Elektron wieder auf die K-Schale. Dabei muss das Elektron aber wieder Energie abgeben, sonst würde es auf der l-Schale bleiben. Die Energie entspricht genau der, die du zuvor mit dem Licht auf das Atom übertragen hast.
Das besondere dabei ist nun, dass die Energieaufnahme und -abgabe gequantelt sind. Das heißt die Energie kann nur in bestimmten Portionen aufgenommen und abgegeben werden. Daher hast du auch ein Linienspektrum und kein vollständiges Spektrum.
Sieh dir im Internet doch mal das Bohrsche-Atommodell an.
Gruß ONeill
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:43 Mo 17.09.2007 | | Autor: | Fee_91 |
Hallo ONeill (und andere)!
Vielen, vielen Dank für deine Antwort. Das hat mir schon bei den meisten Verständnisproblemen geholfen! :)
Jetzt will ich angefangen, den Text zu schreiben und möchte am Anfang gerne die Begriffsbestimmung eines Linienspektrums angeben... wie genau definiere ich das?
Ein Spektrum ist die Anordnung von gleichartigen Objekten zwischen zwei Grenzen. Ein Linienspektrum ist ein Spektrum, bei dem im Gegensatz zum kontinuierlichen Spektrum die Übergänge zwischen den gleichartigen Objekten nicht nahtlos sind.
Könnte ich das so schreiben? Mein Lehrer legt sehr viel wert auf korrekte Definitionen...
Und leider lernen wir nicht mit den sogenannten "Schalen", von daher kann ich mir darunter nicht so gut etwas vorstellen. Wir haben mit dem Energieniveauschema gelernt... ich weiß, dass es in etwa das gleiche ist, aber der Transfer von einem zum anderen ist etwas problematisch. Entspricht die K-Schale vielleicht dem 1s-Zustand?
Auf einer Seite über das Bohrsche Atommodell habe ich nämlich Folgendes gefunden:
Die (1.) K-Schale fasst insgesamt 2 Elektronen.
Auf den 1s-Zustand passen auch nur 2 Elektronen, deshalb erscheint es mir logisch, dass der s-Zustand und die K-Schale dasselbe bezeichnen.
Was ist dann allerdings die L-Schale? Sie umfasst 8 Elektronen... also den 2s- und den 2p-Zustand??
Vielleicht kennt ja jemand hier die Bezeichnungen, mit denen wir das lernen...? :/
Du hast in deinem Beispiel vom Wasserstoff-Atom gesprochen. Inwiefern ist das Wasserstoff-Atom ein isoliertes Atom?
Das verstehe ich auch noch nicht so ganz.
Wäre dankbar für weitere Hilfe!
Nochmal danke, ONeill,
LG,
Fee_91
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:22 Mo 17.09.2007 | | Autor: | rainerS |
Hallo Fee_91!
> Jetzt will ich angefangen, den Text zu schreiben und möchte
> am Anfang gerne die Begriffsbestimmung eines
> Linienspektrums angeben... wie genau definiere ich das?
>
> Ein Spektrum ist die Anordnung von gleichartigen Objekten
> zwischen zwei Grenzen. Ein Linienspektrum ist ein Spektrum,
> bei dem im Gegensatz zum kontinuierlichen Spektrum die
> Übergänge zwischen den gleichartigen Objekten nicht nahtlos
> sind.
Ich würde es noch schärfer formulieren: in einem Linienspektrum treten nur bestimmte, diskrete Wellenlängen auf.
Im vorliegenden Fall handelt es sich ja um ein elektromagnetisches Spektrum, die Objekte sind daher elektromagnetische Wellen mit bestimmter Wellenlänge. ![[]](/images/popup.gif) Hier ist ein typisches Beispiel.
> Und leider lernen wir nicht mit den sogenannten "Schalen",
> von daher kann ich mir darunter nicht so gut etwas
> vorstellen. Wir haben mit dem Energieniveauschema
> gelernt... ich weiß, dass es in etwa das gleiche ist, aber
> der Transfer von einem zum anderen ist etwas problematisch.
> Entspricht die K-Schale vielleicht dem 1s-Zustand?
Das ist richtig. Die Schalen entsprechen den Zuständen
K 1 (1s)
L 2 (2s,2p)
M 3 (3s,3p,3d)
usw. - verschiedene Bezeichnungen für die gleiche Sache. (Alle Elektronen einer Schale haben dasselbe Energieniveau.)
Den verschiedenen Zuständen (1s,2s,...) entsprechen bestimmte Energieniveaus. Licht kann nur durch einen Übergang von einem Energieniveau zu einem anderen ausgesandt werden; der Energieerhaltungssatz sagt dann, dass das Licht eine ganz bestimmte Energie hat - nämlich gerade die Differenz zwischen den beiden Energieniveaus. Mit einer bestimmten Energie E ist eine bestimmte Wellenlänge [mm]\lambda[/mm] verknüpft, und zwar über die Gleichung
[mm] E=h\nu = \bruch{hc}{\lambda}[/mm]
Die (etwas naive) Vorstellung dazu ist, dass ein Elektron zum Beispiel aus dem 2p in den 1s-Zustand "hüpft", und die überschüssige Energie in Form eines Lichtquants abgibt. Dieser Energiebetrag ist immer derselbe, deswegen kommt immer Licht mit derselben Wellenlänge heraus.
> Du hast in deinem Beispiel vom Wasserstoff-Atom gesprochen.
> Inwiefern ist das Wasserstoff-Atom ein isoliertes Atom?
Wenn es weit von anderen Atomen weg ist, ist es ein isoliertes Atom. Das Wasserstoffatom wird gerne als Beispiel genommen, weil es so schön einfach ist: ein Atomkern, ein Elektron. Das ist ein bischen unrealistisch, weil Wasserstoffatome sehr schnell zu Wasserstoffmolekülen reagieren.
Das Prinzip gilt genauso bei anderen Atomen, zum Beispiel beim Helium: das ist so stabil und reaktionsarm, dass man Heliumgas als Ansammlung isolierter Atome betrachten kann. Am Ende dieser Seite kannst du das Linienspektrum von Helium anschauen.
Viele Grüße
Rainer
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 13:36 Di 18.09.2007 | | Autor: | Fee_91 |
Hallo Rainer!
Vielen herzlichen Dank für die Antwort, das hat mir wirklich geholfen! :)
LG,
Fee_91
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![[]](http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Spectral_lines_emission.png){kind=small}
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