La serie fundamental es un conjunto de líneas espectrales en un conjunto causado por la transición entre los orbitales d y f en los átomos .
Originalmente, la serie fue descubierta en el infrarrojo por Fowler e independientemente por Arno Bergmann. [1] Esto resultó en el nombre de serie de Bergmann utilizado para dicho conjunto de líneas en un espectro. Sin embargo, el nombre fue cambiado ya que Bergmann también descubrió otras series de líneas. Y otros descubridores también establecieron otras series similares. Se conocieron como la serie fundamental. [2] Bergmann observó litio a 5347 cm −1 , sodio a 5416 cm −1 potasio a 6592 cm −1 . [2] Bergmann observó que las líneas en la serie en el espectro de cesio eran dobles. Su descubrimiento fue anunciado en Contribuciones al conocimiento de los espectros de emisión infrarroja de los álcalis , Jena 1907. [3] Carl Runge llamó a esta serie la "nueva serie". Predijo que las líneas de potasio y rubidio estarían en pares. [3] Expresó las frecuencias de las líneas de la serie mediante una fórmula y predijo una conexión del límite de la serie con las otras series conocidas. En 1909, WM Hicks produjo fórmulas aproximadas para las distintas series y notó que esta serie tenía una fórmula más simple que las otras y por eso la llamó la "serie fundamental" y utilizó la letra F. [1] [4]
La fórmula que más se parecía a los cálculos del espectro del hidrógeno se debía a un defecto cuántico más pequeño . No hay ninguna base física para llamar a esto fundamental. [5] La serie fundamental fue descrita como mal nombrada. [6] Es la última serie espectroscópica en tener una designación especial. [6] La siguiente serie que involucra transiciones entre las subcapas F y G se conoce como la serie FG. [6]
Las frecuencias de las líneas de la serie se dan mediante esta fórmula:
R es la constante de Rydberg , es el límite de la serie, representado por 3D y se representa por mF . Luego, se da una fórmula abreviada con valores de m que son números enteros de 4 en adelante. [7] Los dos números separados por "−" se denominan términos, que representan el nivel de energía de un átomo.
El límite de la serie fundamental es el mismo que el nivel 3D. [5]
Los términos pueden tener diferentes designaciones, mF para sistemas de una sola línea, mΦ para dobletes y mf para tripletes. [8]
Las líneas de la serie fundamental se dividen en dobletes compuestos, debido a que las subcapas D y F tienen diferentes posibilidades de espín. La división de la subcapa D es muy pequeña y la de la subcapa F aún menos, por lo que la estructura fina en la serie fundamental es más difícil de resolver que en la serie aguda o difusa . [7]
El defecto cuántico del litio es 0. [5]
Las líneas de la serie fundamental del sodio aparecen en el infrarrojo cercano.
Las líneas de la serie fundamental del potasio aparecen en el infrarrojo cercano.
Las líneas de la serie fundamental del rubidio aparecen en el infrarrojo cercano. El electrón de valencia se mueve desde el nivel 4 d a medida que el 3 d está contenido en una capa interna. Fueron observadas por R von Lamb. Los niveles de energía relevantes son 4 p 6 4 d j = 5/2 19 355,282 cm −1 y j = 3/2 19 355,623 cm −1 , y los primeros niveles f en 4 p 6 4 f j = 5/2 26 792,185 cm −1 y j = 7/2 26 792,169 cm −1 . [11]
![{\displaystyle \nu ={\frac {R}{\left[3+d\right]^{2}}}-{\frac {R}{\left[m+f\right]^{2}}}{\text{, con }}m=4,5,6,...,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c2acdeb77f991ad484eefee7d642be8b8271891a)
![{\displaystyle T_{BS}={\frac {R}{\left[3+d\right]^{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b5fcd252db30b9d4f3ad2bebc2a12bbdaa0b9e34)
![{\displaystyle {\frac {R}{\left[m+f\right]^{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7e48d1fe1e56ecda37c34b1d0aa2516cc6fce155)
