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El problema espectros infrarrojos

El problema espectros infrarrojos ( y la hipótesis cuántica )

Antecedentes y explicación actual

El espectro de hidrógeno y otros gases , que se obtiene como resultado de la descarga eléctrica en gases enrarecidos , fueron estudiados ante el avance de la teoría mecánica cuántica. Dado que el átomo de hidrógeno tiene sólo un electrón orbital alrededor de un núcleo que consta de un solo protón , que tiene un espectro particularmente simple .

La interpretación de los espectros de hidrógeno se considera uno de los primeros éxitos de la mecánica cuántica ( QM ) .
No es el caso de entrar en los detalles de la teoría inicial de Bohr o en la teoría cuántica más avanzada relacionada con este tema .
Para el presente análisis , es importante recordar la existencia de algunas series observado experimentalmente de las líneas del espectro en diferentes regiones del espectro electromagnético, y la convicción de que la mecánica cuántica actual es capaz de explicar de una manera consistente.

Name   

WavelengthRange     

Series Expression      

Lyman

Ultraviolet

 Infrared01

Balmer

Near UV & Visible   

 infrared02

Paschen

Infrared

 Infrared03

Brackett

Infrared

 infrared04

Pfund

Infrared

 infrared05

En todas las teorías cuántica , una línea de hidrógeno infrarrojos se produce como resultado de un salto cuántico de electrones entre dos estados correspondientes a un estado excitado y tierra . En palabras más simples y más intuitiva , un fotón IR como ejemplo , se produce como resultado de salto de electrones entre dos órbitas cercanas en el caso de la teoría de Bohr ( fig. 1 ) , o en el caso de dos cerca energía orbital en el caso de la teoría cuántica moderna .
infrared06
Figura 1 . Átomo de hidrógeno de excitación por un IR fotón
Un fotón IR no puede (no tiene la energía suficiente ) para producir ionización o para mover todo el átomo de hidrógeno. Como es bien conocido el protón es de aprox . 2K veces más pesado a continuación, electrones así, a partir de una interpretación de sentido común , incluso el fotón va a eliminar el núcleo , el movimiento de un átomo de hidrógeno se descarta en la teoría cuántica real .
Pero parece que nuestros teóricos tienen mentes cortas y, probablemente, en sus discursos, diferentes capítulos de la misma teoría cuántica son diferentes teorías.
Si alguien que lea la interpretación mecánico cuántico real de la molécula de IR del espectro sigue siendo sorprendido cuando las consecuencias de la acción de una IR fotón que actúa sobre una molécula .
Infrarrojo , o IR , espectroscopia es un tipo de espectroscopia vibracional , donde se analizan las vibraciones moleculares . Para comprender plenamente la espectroscopia IR, primero hay que entender los principios de movimiento armónico simple de mecánica clásica.

Un oscilador armónico simple está formado por dos esferas , o masas , relacionados con un resorte. Una vez puesta en movimiento , la esfera oscilará , o vibre ida y vuelta en la primavera, a una frecuencia determinada en función de las masas de las esferas y la rigidez del muelle . Una esfera con una pequeña masa es más ligero y más fácil de moverse alrededor de uno con una gran masa. Por lo tanto , las masas más pequeñas oscilan a una frecuencia más alta que las masas más grandes . Un resorte muy rígido , es difícil de deformar y vuelve rápidamente a su forma original cuando se elimina la fuerza deformante . Por otro lado , un resorte débil se deforma fácilmente y lleva mucho más tiempo para volver a su forma . Por lo tanto , un resorte más rígido oscilará a una frecuencia más alta que uno débil . Un enlace químico entre dos átomos puede ser pensado como un oscilador armónico simple . La fianza es la primavera, y los dos átomos o grupos de átomos , unidos por el vínculo son las masas. Cada átomo tiene una masa diferente, y habitaciones individuales, dobles y triples, todas tienen diferentes rigideces , y por lo tanto cada combinación de átomos y enlaces tiene su propia frecuencia armónica característica .

Según la hipótesis real cuántica , hay un movimiento oscilatorio de fondo de todos los átomos en una molécula cuando esta molécula está a una temperatura mayor que 0K . Si una molécula vibrante se expone a la luz IR , absorbe las frecuencias de la luz que coincide exactamente con las frecuencias de los diferentes osciladores armónicos que componen esa molécula . Cuando se absorbe esta luz , los pequeños osciladores en la molécula seguirán a vibrar a la misma frecuencia , pero ya que han absorbido la energía de la luz , tendrán mayor amplitud de la vibración . Esto significa que el " resortes " se extenderá más lejos que antes fue absorbido la luz. La luz restante , que no fue absorbida por cualquiera de los osciladores en la molécula se transmite a través de la muestra .

Como resultado de IR de fotones que actúa sobre una molécula de las siguientes propuestas de un átomo o un grupo de átomos es posible :

• simétrica estiramiento
infrared07
• antisimétrica estiramiento
infrared08
• tijera
infrared09
• rocking

• meneando

• torsión

 

¿Por qué la explicación actual es absurdo .....

Es necesario, en un primer paso para evaluar los efectos de Iguales energía del fotón infrarrojo en los casos arriba presentadas.

En caso de átomo de hidrógeno de la IR de fotones produce sólo una cara de electrón de una órbita ( u orbital ) a otra órbita ( u orbital ) como en la fig . 1 . La radiación IR no es lo suficientemente fuerte como para mover todo el átomo y , de hecho, todas las teorías de la mecánica cuántica admitir la inmovilidad del núcleo durante el salto de electrones . Si el IR de fotones golpeó directamente el núcleo de hidrógeno , no hay energía suficiente para tener un efecto macroscópico .
Pero lo que ha ocurrido en el caso de los espectros IR molécula ?
Quite las mismas energías IR producen un resultado inimaginable. Un átomo entero ( electrones y el núcleo ) , o todo un grupo de átomos ejecutan diferentes tipos de movimientos de estiramiento a la torsión .
Es posible aceptar como real este átomo o grupo de átomos cambio de posición ?
Si mantenemos la proporción y traducir los fenómenos del mundo real que es similar a decir que una mosca golpear un coche y el coche se ve obligado a salir de la carretera.
Si se hace una correlación entre los efectos de IR y fotones de rayos X , aparecen otros problemas fastidiosos que mira en el marco de la mecánica cuántica .
Un fotón de rayos X es capaz de liberar electrones de un material . ¿Por qué de rayos X no es capaz de liberar un núcleo entero? ¿Por qué un fotón de energía IR es capaz de mover un átomo , pero no es capaz de liberar un electrón de un material ?
Si un fotón IR es capaz de mover un átomo , debe observarse cómo un rayo de rayos X o gamma , con una mayor energía , debe expulsar a un núcleo entero.
Por otra parte , ¿alguien se pregunta cómo es posible que un átomo (con sus capas de electrones) jump , en un solo paso " de una posición a otra posición ? Para un simple electrón, al hacer un salto entre dos capas de TI pueden . . admitirse , según la mecánica cuántica , el movimiento de paso simple o de acción Cuanta para un átomo entero es casi imposible tener un solo proceso paso hasta la fecha, no existen textos científicos que tratan con detalle este tema - cuántica atómica jump - por lo que los teóricos cuánticos pueden usar su imaginación para llenar este vacío .
En teoría propuesta como ya se puso de relieve la hipótesis cuántica se descarta . En el mismo tiempo, existe una correlación entre la energía de los fotones incidentes y los efectos observados y los espectros necesita una nueva interpretación .

 

© 2017 All Rights Reserved Coșofreț Sorin Cezar

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