Sự khác biệt giữa quang phổ phát xạ hydro và heli

Các sự khác biệt chính giữa quang phổ phát xạ hydro và heli là phổ phát xạ heli (plu. phổ) có nhiều vạch hơn so với phổ phát xạ hydro (plu. phổ).

Phổ phát xạ của một nguyên tố hoặc hợp chất hóa học là chuỗi các vạch biểu thị bước sóng của bức xạ điện từ phát ra từ nguyên tố hóa học đó trong khi sự chuyển đổi của electron từ mức năng lượng cao sang mức năng lượng thấp.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Quang phổ phát xạ hydro là gì
3. Phổ phát xạ Helium là gì
4. So sánh cạnh nhau - Quang phổ phát xạ hydro và Heli ở dạng bảng
5. Tóm tắt

Quang phổ phát xạ hydro là gì?

Phổ phát xạ hydro là phổ được tạo ra bởi sự phát xạ ánh sáng của các nguyên tử hydro ở trạng thái kích thích. Ở đó, khi chúng ta truyền một chùm ánh sáng trắng qua một mẫu khí hydro, thì các nguyên tử sẽ hấp thụ năng lượng. Sau đó, electron trong nguyên tử hydro bị kích thích lên mức năng lượng cao hơn. Tuy nhiên, vì cư trú ở mức năng lượng cao là không ổn định, các electron này có xu hướng quay trở lại mức mặt đất (mức năng lượng mà chúng tồn tại trước đó) phát ra một photon là bức xạ điện từ có năng lượng tương đương với mức chênh lệch năng lượng giữa các mức cao hơn và mức năng lượng thấp hơn.

Hình 01: Phổ phát xạ hydro

Hơn nữa, lượng năng lượng ở mỗi mức năng lượng là một giá trị cố định. Do đó, quá trình chuyển đổi sẽ luôn tạo ra một photon có cùng năng lượng. Chúng ta có thể quan sát phổ phát xạ dưới dạng ánh sáng màu trên nền đen. Tuy nhiên, số lượng dòng chúng ta có thể quan sát ở đây ít hơn so với phổ phát xạ helium.

Quang phổ phát xạ Helium là gì?

Phổ phát xạ helium là phổ được tạo ra bởi sự phát xạ ánh sáng của các nguyên tử helium ở trạng thái kích thích. Nó có nhiều dòng trong đó so với phổ phát xạ hydro. Chủ yếu là do nguyên tử helium có nhiều electron hơn nguyên tử hydro. Do đó, nhiều electron bị kích thích hơn khi chúng ta truyền một chùm ánh sáng trắng qua mẫu helium và nó gây ra sự phát xạ của nhiều vạch quang phổ hơn.

Hình 02: Phổ phát xạ Heli

Không giống như trong hydro, có các lực đẩy electron-electron và các lực hấp dẫn hạt nhân-electron khác nhau trong nguyên tử helium. Do đó, các quang phổ khác nhau (khác với hydro) xuất hiện với các bước sóng khác nhau đối với nguyên tử helium.

Sự khác biệt giữa quang phổ phát xạ hydro và heli là gì?

Phổ phát xạ hydro là phổ được tạo ra bởi sự phát xạ ánh sáng của các nguyên tử hydro ở trạng thái kích thích. Mặt khác, phổ phát xạ helium là phổ được tạo ra bởi sự phát xạ ánh sáng của các nguyên tử helium ở trạng thái kích thích. Và, sự khác biệt chính giữa phổ phát xạ hydro và heli là phổ phát xạ helium có nhiều vạch hơn so với phổ phát xạ hydro. Chủ yếu là do hydro có một electron mỗi nguyên tử trong khi helium có hai electron mỗi nguyên tử.

Hơn nữa, một sự khác biệt đáng kể giữa phổ phát xạ hydro và heli là không có ảnh hưởng từ lực đẩy electron-electron đối với phổ phát xạ hydro do sự hiện diện của một electron trong nguyên tử hydro trong khi lực đẩy electron-electron ảnh hưởng đến phổ phát xạ helium do sự hiện diện của hai electron.

Tóm tắt - Phổ phát xạ hydro và Heli

Phổ phát xạ là phổ cho thấy một loạt các vạch trên nền đen. Ở đây, sự phát xạ ánh sáng của các nguyên tử hydro ở trạng thái kích thích tạo ra phổ phát xạ hydro. Trong khi đó, sự phát xạ ánh sáng của các nguyên tử helium ở trạng thái kích thích tạo ra phổ phát xạ helium. Sự khác biệt chính giữa quang phổ phát xạ hydro và heli là phổ phát xạ helium có nhiều vạch hơn so với phổ phát xạ hydro.

Tài liệu tham khảo:

1. Thư viện. Phần 6.3: Quang phổ vạch và Mô hình Bohr. Hóa học LibreTexts, Quỹ khoa học quốc gia, ngày 26 tháng 11 năm 2018. Có sẵn tại đây  
2. Dòng sản phẩm hydro Hydrogen. Wikipedia, Wikimedia Foundation, ngày 4 tháng 11 năm 2018. Có sẵn tại đây 

Hình ảnh lịch sự:

1. Quang phổ dòng sáng-Hydrogen của Patrick Edwin Moran - Công việc riêng, (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia  
2. Quang phổ phát xạ Helium của Jkasd - Công việc riêng sử dụng dữ liệu từ NIST., (CC BY 3.0) qua Commons Wikimedia