Série de Lyman

Referência : Lima, L.S., (2015) Série de Lyman, Rev. Ciência Elem., V3(3):193
Autores: Luis Spencer Lima
Editor: Jorge Gonçalves
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2015.193]

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A série de Lyman corresponde ao conjunto de transições electrónicas num átomo de hidrogénio responsáveis pela emissão de radiação na zona do ultra-violeta (UV). As transições electrónicas que caracterizam esta série dão-se de um estado excitado (n $\geq$ 2) para o nível n = 1.

Esta série foi assim designada em homenagem ao seu descobridor Theodore Lyman, um físico norte-americano. Lyman descobriu as restantes linhas espectrais no período entre 1906 e 1914.

Todas as transições estão situadas na região UV, dado o comprimento de onda da radiação emitida ser inferior a 400 nm. Cada transição é designada de forma sequencial por uma letra do alfabeto grego. Assim, a primeira transição (n = 2 $\rightarrow$ n = 1) é designada por Lyman-alfa (Ly-$\alpha$), a segunda transição (n = 3 $\rightarrow$ n = 1) denomina-se Lyman-beta (Ly-$\beta$) e assim sucessivamente. As características das transições da série de Lyman estão compiladas na tabela seguinte:

Transição	2$\rightarrow$1	3$\rightarrow$1	4$\rightarrow$1	5$\rightarrow$1	6$\rightarrow$1	$\infty$$\rightarrow$1
Nome	Ly- $\alpha$	Ly-$\beta$	Ly-$\gamma$	Ly-$\delta$	Ly-$\epsilon$
$\lambda$ /nm[1]	121,6	102,5	97,2	94,9	93,7	91,15
Energia / kJ$\cdot$mol-1	983,8	1167	1231	1261	1277	1312

A previsão do comprimento de onda da radiação emitida pelas transições electrónicas da série de Lyman e consequente valor energético, pode ser efectuada através da fórmula de Rydberg. Esta fórmula foi desenvolvida pelo físico sueco Johannes Rydberg entre 1888 e 1890 tendo como base a fórmula empírica desenvolvida pelo matemático suíço Johann Balmer (fórmula de Balmer). A equação de Rydberg, a seguir apresentada, permite o cálculo do comprimento de onda de qualquer transição electrónica para o átomo de hidrogénio:

$\frac{1}{\lambda}=R \left ( \frac{1}{n_1^2} - \frac{1}{n_2^2} \right ) \qquad \mbox{com } n_1 < n_2 (n=1,2,3,...) \qquad \qquad \qquad\qquad \qquad (1)$

Nesta equação, n₁ e n₂ representam os níveis atómicos correspondentes à transição electrónica n₂ $\rightarrow$ n₁ e R representa a constante de Rydberg, R = 1,097 373 156 852 5 (73) $\times$ 10⁷ m^-1. No caso da série de Lyman, n₁ = 1.

Referências

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Lyman_series, consultada em 22/01/2010

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Criada em 7 de Março de 2010
Revista em 6 de Setembro de 2010
Aceite pelo editor em 31 de Outubro de 2015