본 실험에서는 주어진 수은의 방출 스펙트럼을 이용하여 스펙트럼상에 나타난 방출 띠의 길이와 파장 사이의 관계에 대해 알아볼 것이다.
그리고는 이 관계를 이용하여 미지의 원자의 종류에 대해 알아본다.
방출스펙트럼
원자가 에너지를 얻고 높은 에너지 준위에 있는 전자가 낮은 에너지의 궤도로 떨어지며 전자기파를 방출한다. 전극이 들어있는 유리관에 전기장으로 인해 분자는 이온 상태가 된다. 전자와 이온은 가속되면서 다른 분자들을 연쇄적으로 이온화시킨다. 이때 원자들이 다시 낮은 에너지준위 상태로 돌아오며 그 차이에 해당하는 에너지가 전자기파로 방출되고 이를 모아 놓은 것이 방출 스펙트럼이다.
옥텟 규칙
원자의 최외각 전자껍질에 전자가 8개가 있으면 안정하다는 것이 옥텟 규칙이다. 원자마다 전자배치는 모두 다른데 18족(비활성기체)와 같은 전자배치를 하면 에너지 준위가 더 낮아져 안정해진다. 이온결합 또는 공유결합을 하며 최외각 전자로 8개를 만들려고 하는 것은 이와 같은 이유 때문이다.
루이스 전자점식
루이스가 원자의 전자배치를 쉽게 알아보기 위해 만든 형식이다. 최외각에 있는 전자를 쌍으로 나타내며 분자에서 원자들의 배치를 비교할 수 있다,
실험 방법
1. 실험 과정
실험 A : 스펙트럼의 방출 띠가 나타난 길이와 파장의 관계
교재 맨 뒤 겉 표지에 수은의 방출 스펙트럼이 나와 있는데, 이 방출 띠가 나타난 길이를 잰다. 이론상 수은의 방출 스펙트럼에서 방출 띠의 파장과 과정 1에서 잰 방출 띠가 나타난 길이 사이의 관계를 구한다.
실험 B : 스펙트럼을 통해 미지의 원자 알아내기
Figure D3.3,에 있는 방출스펙트럼을 이용하여 책의 맨 뒤 겉 표지에 있는 스펙트럼 중 어느 것이 수소의 것인지 알아낸다.
실험 A에서 알아낸 방출 띠가 나타난 위치와 파장간의 관계를 이용하여 미지의 원자의 스펙트럼이 어떤 원자의 스펙트럼인지 알아낸다.
실험 C : 적외선 분광법
여러 분자들의 적외선 분광 결과가 아래. Figure D 3.5 A～D에 나와 있다.
Table D 3.2를 이용하여 어느 분자의 적외선 분광결과인지 알아낸다.
실험 D : 분자 및 이온의 구조
Table D 3.3을 이용하여 주어진 분자 및 이온의 구조를 파악한다.
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