Cambio isotópico

Cambio isotópico : cambio de niveles de energía y líneas espectrales de varios isótopos de un elemento químico .

Descripción

Diferentes isótopos de un mismo elemento químico tienen diferentes niveles de energía y, en consecuencia, longitudes de onda o frecuencias de líneas espectrales . Este fenómeno se llama desplazamiento isotópico. En moléculas que contienen diferentes isótopos del mismo elemento, también está presente un desplazamiento isotópico. Este fenómeno a veces se considera como parte de la estructura hiperfina [1] [2] [3] . Por ejemplo, la línea H-alfa para un átomo de hidrógeno tiene una longitud de onda igual a 6562,79 angstroms , y la línea correspondiente para el deuterio es 1,79 angstroms menos [4] .

El cambio isotópico ocurre por dos razones. La primera razón, el efecto de masa, surge del hecho de que los isótopos difieren en la masa del núcleo . Esto conduce a una diferencia en la constante de Rydberg para diferentes isótopos, ya que la expresión incluye la masa reducida , donde y son las masas del núcleo y el electrón , y este efecto solo es perceptible para los núcleos ligeros. Para núcleos pesados, el cambio isotópico también es notable, pero por una razón diferente: debido al efecto de volumen. Dado que el volumen de los núcleos pesados ​​ya es lo suficientemente grande, su campo no puede considerarse como un campo de carga puntual, lo que conduce a un cambio en los niveles de energía, que cambia con un aumento en el número de neutrones. Los efectos de volumen son especialmente fuertes para los electrones orbitales s , cuya densidad electrónica máxima se logra en el núcleo [1] [2] [3] .

Notas

  1. ↑ 1 2 Cambio isotópico . Enciclopedia Física . Fecha de acceso: 24 de diciembre de 2021.
  2. ↑ 1 2 Perturbaciones de niveles  . Enciclopedia Britannica . Fecha de acceso: 24 de diciembre de 2021.
  3. ↑ 1 2 Tatum J. Atmósferas estelares.  7.19 : Efectos isotópicos . Física LibreTexts (18 de mayo de 2017). Fecha de acceso: 24 de diciembre de 2021.
  4. ↑ Brodsky A. I. Química de isótopos . - M. , 1957. - S. 249. - 597 p.