2 votos

¿Cómo reciben los electrones la cantidad de energía necesaria para ascender niveles energéticos?

Supongamos que existe una fuente de radiación electromagnética (cuerpo negro). Debería emitir una cantidad finita de fotones cada segundo con un gráfico de intensidad frente a frecuencia similar a una curva de distribución de Maxwell Boltzmann. Cada fotón tiene una cantidad determinada de energía. Ahora bien, la fuente está enfrente de una colección de átomos de un elemento, por ejemplo neón. Algunos de los fotones tienen la cantidad precisa de energía necesaria para excitar un electrón y así subirlo de nivel energético. Me han enseñado que la energía necesaria para que suba este nivel es exacta o discreta, más o menos y el electrón no subiría al nivel.

La frecuencia -o energía- de un fotón puede tomar cualquier valor y, por tanto, es una variable continua. Por lo tanto, en la distribución de frecuencias/energías para los fotones de la fuente descrita, seguramente la probabilidad de que cualquier electrón tenga la cantidad exacta de energía necesaria para mover un electrón hacia arriba en un nivel de energía cae a 0. A pesar de esto, claramente lo que he sugerido no es el caso porque los electrones claramente absorben la cantidad exacta de energía necesaria para moverlos hacia arriba en niveles de energía todo el tiempo como se evidencia en los espectros de absorción.

Mi pregunta es, por tanto, ¿cómo es que vemos toda esta absorción si la probabilidad de que un fotón tenga una energía precisa en una escala continua es 0? ¿Existe algún margen sobre cuánta energía movería un electrón hacia arriba en un nivel de energía?

3voto

Meltdownman Puntos 1

Me han enseñado que la energía necesaria para subirlo a este nivel es exacta o discreta, más o menos y el electrón no subiría al nivel.

Esta es una afirmación ideal, mayoritariamente cierta para un átomo aislado. Pero incluso cuando es cierta, no significa que estén ausentes otras interacciones (como la dispersión o la ionización).

En primer lugar, el átomo "ve" la frecuencia de la radiación entrante de forma diferente en función de su velocidad. Las interacciones con otros átomos también pueden afectar al proceso. Así, a altas temperaturas y presiones, aumenta la gama de frecuencias que puede absorber un átomo.

Más importante para las experiencias cotidianas es que las configuraciones electrónicas moleculares (especialmente a medida que aumenta el tamaño molecular) son significativamente más complejas que los átomos aislados. Las interacciones de las capas de electrones hacen que desaparezcan los niveles de energía discretos y fácilmente detectables, y que sean posibles amplios rangos de absorción.

El nitrógeno, el oxígeno y el argón de nuestra atmósfera son un buen ejemplo de moléculas simples que tienen problemas para absorber una amplia gama de luz. Pero una vez que se crea materia en masa, la absorción posible aumenta y se hace más difícil encontrar materiales que pasen grandes rangos de frecuencias.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X