[일반화학실험] 원소 스펙트럼 : 원소의 선스펙트럼에서 원자의 전자 상태의 양자화와 분광학의 원리를 배운다

소개글

[일반화학실험] 원소 스펙트럼 : 원소의 선스펙트럼에서 원자의 전자 상태의 양자화와 분광학의 원리를 배운다에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ.실험 목표
원소의 선스펙트럼에서 원자의 전자 상태의 양자화와 분광학의 원리를 배운다.

Ⅱ.이론
1. 선스펙트럼
2. 스펙트럼의 원리
3. 분광기의 원리

Ⅲ.실험기수 및 시약

Ⅳ.실험방법
실험 A. 수소와 헬륨의 선스펙트럼
실험 B. 나트륨과 칼튬의 선스펙트럼 관찰

Ⅴ.주의 및 참고사항

Ⅵ.결과 및 분석
실험 A. 수소와 헬륨의 선스펙트럼
실험 B. 나트륨과 칼륨의 선스펙트럼 관찰

Ⅶ.문제(표준일반화학실험 p.298 ~ p.299)

Ⅶ.결론

Ⅷ.참고문헌u

본문내용

m부근에서 peak을 보였다. 이것으로부터 모두 어떤 peak에 대해 비슷한 에너지 레벨을 가져 이와 같은 것을 보인다고 할 수 있다.
실험 B. 나트륨과 칼륨의 선스펙트럼 관찰
< Na > < K >
결과분석
여기서 나트륨과 칼륨 모두 파장이 765nm부근에서 큰 peak을 보였다. 이것으로부터 Na와 K은 같은 1족으로서 비슷한 에너지를 가지고 있다는 것을 알 수 있다. 사실상 여러 노이즈의 발생으로 에너지 레벨 어디서 어디로 떨어지면서 방출을 하는 지는 알수 없지만 같은 모양으로서 에너지 레벨이 비슷하다고 볼수 있다.
오차 원인 분석
1. 주변의 공기로 인하여 가시광선의 영역에는 노이즈를 크게 준다.
2. 방전관의 밝기가 일정하지 않고 약간씩 진동을 하여 노이즈가 발생했다.
3. 알코올을 바꾸었지만 심지에 다른 것들이 뭍어있어 제대로 나오지 않았다.
4. K, Na가 잘 실험이 되징 않았다.
Ⅶ.문제(표준일반화학실험 p.298 ~ p.299)
1.수소의 스펙트럼에서 빨강이 가장 강하게 나타나고 네 번째 보라색 선은 잘 보이지 않는 이유를 각 에너지 준위로 들떠있는 전자의 분율로 설명하여라.
수소 스펙트럼에서 빨강색은 n=3에서 n=2로 에너지 준위가 떨어질 때 방출하는 빛에 의해 보이는 색이다. 반면에 보라색은 n=6에서 n=2로 에너지 준위가 떨어질 때 방출하는 빛에 의해 보이는 색이다. n=6은 매우 높은 에너지 준위이고 n=3 은 n=6에 비해서는 낮은 에너지 준위이다. 따라서 전자가 들뜬 상태가 되어 n=3의 에너지 준위에 존재할 확률이 n=6의 에너지 준위에 존재할 확률보다 크기 때문에 수소의 스펙트럼에서 빨강이 가장 강하게 나타나고 네 번째 보라색 선은 잘 보이지 않는 것이다.
2.수소의 스펙트럼에서 선스펙트럼이 나타나는 파장 영역과 이름이 맞는 것끼리 연결하여라
자외선 - 라이만 계열(Lyman series)
가시광선 - 발머 계열(Balmer series)
적외선 - 파쉔 계열(Paschen series)
3.수소의 경우에는 네 개의 선 사이의 간격이 규칙적으로 줄어드는데, 헬륨의 경우에는 이러한 규칙성이 보이지 않는다. 한편 보어의 원자 모델은 수소의 스펙트럼은 잘 설명했으나 헬륨의 스펙트럼에는 잘 맞지 않았다. 그 이유는 보어 모델에서는 전자와 (양성자, 중성자, 전자, 광자) 사이의 상호 작용이 고려되지 않았기 때문이다. 이러한 보어 모델의 한계를 극복하기 위하여 슈뢰딩거의 파동 역학이 발전되었다.
전자
4.지금까지 관찰한 수소, 헬륨, 나트륨, 리튬은 모두 다른 구조의 선스펙트럼을 나타내고 있다. 모든 원소는 양성자와 전자의 수가 다르기 때문에 전자 에너지의 준위도 다를 것이다. 다른 원소가 같은 선스펙트럼을 나타낼 확률에 대해 설명하여라.
결론부터 말하자면 0 이다. 선스펙트럼은 바닥상태에서 에너지를 흡수한 전자가 들뜬상태로 가게 되고, 다시 들뜬 상태에서 바닥상태로 돌아오면서 빛에너지 를 방출하기 때문이다. 그런데 여기서, 모든 원소는 양성자와 전자의 수가 다르기 때문에 전자 에너지의 준위도 각기 다 다르다. 이에 따라 의 값도 각기 다 다르기 때문에 절대로 다른 원소가 같은 선스펙트럼을 나타낼 확률은 0 이다.
Ⅶ.결론
1. 분광기의 원리에 대해 자세히 알 수 있었다.
2. 선 스펙트럼 및 여러 가지의 스펙트럼에 대해 알 수 있었으며 어떤 원리에 의해 이루어지는지에 대해 알 수 있었다.
Ⅷ.참고문헌u
1. 현대일반화학 - 제5판 (Oxtoby Gillis Nachfrieb)
2. HIGH TOP 고등학교 화학Ⅱ- 제3권 (두산동아)
3. University Chemistry (Pearson)
4. 표준일반화학실험 - 청문각

키워드

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