【原子の構造と性質水素原子の発光スペクトル 2 水素原子から放出された光はとびとびの波長をもつ。].J.Balmer(バルマー)は光の波長が簡単な式で表されることを見出した:この結果は,原子内の電子のエネルギー準位が離散的である１１１１．１１冨劉翼蝿璃司﹁﹁︰フ'リフトA/θ 、3 ことを示す。 (1)分光法電極が封入されたガラス管 (放電管)に 0.01 atm程度の水素ガスを入れておき,電極に数 kV の電圧を加えると,水素ガスが放電し赤紫色の光を放つ。この光をスリットから取り出しプリズムに通す。波長の短い光ほど屈折率は大きくなるので,波長の異なる光はフィルムの異なった位置に達する。波長のプリズム (または回折格子) 異なる光を分離する操作を分光といい , 得られたフィルム (まスリットまたはピンホールたは光の波長と強度の関係を表すグラフ)をスペクトルという。レンズ (光源が太陽や遠くの水銀灯などのときは不要) フィルム (2)水素原子の発光スペクトル水素原子からの発図 1 簡単な分光器があると . また,レンズの代わりに凹面鏡を使う光学系も多い。には透過型反射型回折格子光はいくつかの輝線群列という)か (系らなり,発見者の名 364.69711m(紫外) 前をとって,ライマ 410.174 nm(紫色) ン (Lyman)系ソじ 434.047 nm(群青) パルマー系列 (紫外領域 ),バルマー 486.133 nm(水色) (Balmer)系列 656279肛 n(真紅 ) (可視 ∼紫外領域 ), パッシェン (Pas‐ バルマー(Balner)の式 chen)系列 (赤外領 λ=3“ .∞ 7≠ 域)とよばれる。発 λ /nm 光スペクトルは水素 5 原子内の電子の遷移 3 ボーア原子」参照 )。ドベリ(Rydberg)は次式その後 ,リュー=[祠のように一般化した。 i=く ),44"… ふ R(=1.0974× 107m 1)はリュードベリ定数とよばれる。 '一によって説明できる (「 2 ソ /1014Hz 3,4,5r… ,あ ‐ 図 2 水素原子の発光スペクトル (原子ごとに異なる発光スペクトルを与える) 付属資料 2 表 1 基本定数物理量記号数値と単位 2.99792458〉く103 m S 1 真空中の光速度 8.854187817× 10 12C2」 ,lm 1 真空中の誘導率 ×10 7NA 2 真空中の透磁率拗電気素量プランク定数アボガドロ定数 θ 1.602176462× 10 19C カ 6.62606876× 10 34 J s L 6.02214199)く 1023m01 1 ボルツマン定数カ 1.3806503X10 21J K = 4■ 原子質量単位 1.66053873X10-27 kg 電子の静止質量陽子の静止質量 9 10938188× 10 31 kg ‐ l.67262158× 10 27 kg l.67492716)く 10 27 kg 中性子の静止質量リュードベリ定数ボーア半径 R∞ 亀 5.291772083)〈ボーア磁子角 9.27400899× 10-24」 T-1 核磁子気体定数ハ 5.05078317× 10 27」 T-1 R 8.314472 J K l mol 1 l.0973731568549〉く107m 1 10 :=m 表 2 エネルギー換算表 eV 」 cm l kJ Inol 1 96.485 kcal mol 1 23.061 1 16022× 10-19 8065.5 lJ 6.2415× 1013 1 5.0341X1022 lcm-1 1.2398× 10-4 1.9864× 10 23 1 1.1963× 10 2 2.8591X10 3 l kJ mol 1 1.0364× 10 2 1.6605× 10 21 83.593 1 0.23901 l kcalrnol-1 4.3364× 10=2 6.9477× 10 2: 349.76 4.184 1 l eV 6.0221× 102● 14393X1021