Haben alle Wasserstoffisotope dasselbe Absorptionsspektrum?
Gilt dieses Absorptionsspektrum für alle Isotope von Wasserstoff (Protium, Deuterium, Tritium) ?
Haben die Neutronen Einfluss auf die Elektronen und ihre Energieniveaus?
Die Frage gilt natürlich auch für alle anderen Isotope von anderen Elementen
4 Antworten
Der Effekt nennt sich Isotopieverschiebung und hat zwei Beiträge: die geänderte Masse des Kerns und das geänderte Volumen des Kerns.
Mal abgesehen davon, dass dein Bild ein https://de.wikipedia.org/wiki/Emissionsspektrumund kein https://de.wikipedia.org/wiki/Absorptionsspektrum zeigt...
...das ganze hat mit Energieniveaus von Elektronen je "Atomsorte" = chem. Element zu tun...
Isotope machen da keinen Unterschied...
Nein, die Spektren von Wasserstoff, Deuterium und Tritium sehen zwar ähnlich aus, aber ihre Linien bzw Energieniveaus sind verschoben, da deren Lage von der Masse des Teilchens abhängt. Das nennt sich Isotopenverschiebung.
PS: das in deinem Bild ist ein Emissions- und kein Absorptionsspektrum.
Die elektronischen Energieniveaus eines Atoms hängen von der Ladung des Atomkerns ab, die wiederum von der Anzahl der Protonen im Kern abhängt. Die Neutronen haben keine Ladung und haben daher keinen direkten Einfluss auf die Elektronenenergieniveaus.
Allerdings können Neutronen indirekt die Elektronenenergieniveaus beeinflussen, da sie zur Masse des Atomkerns beitragen und somit die Bindung der Elektronen an den Kern verändern können. Dies kann zu leicht veränderten Elektronenenergieniveaus führen, die jedoch in der Regel sehr gering sind.
Das Absorptionsspektrum von Wasserstoff hängt daher hauptsächlich von der Anzahl der Protonen im Kern ab und ist für alle Isotope von Wasserstoff unterschiedlich. Für Protium, das keine Neutronen hat, würde das Absorptionsspektrum von den Elektronenenergieniveaus bestimmt werden, die von der Anzahl der Protonen im Kern abhängen. Für Deuterium und Tritium, die jeweils ein oder zwei Neutronen haben, könnten die Elektronenenergieniveaus leicht verändert sein, wodurch sich auch das Absorptionsspektrum leicht verändert.
Dies gilt generell auch für alle anderen Isotope von anderen Elementen: das Absorptionsspektrum hängt hauptsächlich von der Anzahl der Protonen im Kern ab, während die Neutronen einen indirekten Einfluss auf die Elektronenenergieniveaus haben können, der jedoch in der Regel sehr gering ist.