Qual é a emissão da emissão? (Com exemplos)

Ele Espectro de emissão É o espectro de comprimentos de onda da luz emitida pelos átomos e moléculas ao fazer uma transição entre dois estados de energia. Luz branca ou luz visível que afeta um prisma é dividida em cores diferentes com comprimentos de onda específicos para cada cor. O padrão colorido obtido é o espectro de radiação visível chamado espectro de emissão.

Átomos, moléculas e substâncias também têm um espectro de emissão devido à emissão de luz quando absorvem a quantidade apropriada de energia para o exterior para viajar entre dois estados de energia. Ao passar essa luz através de um prisma, ela se decompõe em linhas coloridas espectrais com diferentes comprimentos de onda de cada elemento.

A importância do espectro de emissão é que ele permite determinar a composição de substâncias desconhecidas e objetos astronômicos através da análise de suas linhas espectrais usando técnicas de espectroscopia de emissão.

Em seguida, é explicado em que consiste o espectro de emissão, alguns exemplos e as diferenças entre o espectro de emissão e a absorção são mencionadas.

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O que é um espectro de emissão?

Os átomos de um elemento ou substância têm elétrons e prótons que permanecem unidos graças à força da atração eletromagnética. De acordo com o modelo Bohr, os elétrons estão dispostos de tal maneira que a energia do átomo é o mais baixa possível. Nesse nível de energia, a energia é chamada de estado fundamental do átomo.

Quando os átomos adquirem energia do exterior, os elétrons avançam em direção a um nível de energia mais alto e o átomo muda seu status fundamental para um estado excitado.

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No estado excitado, o tempo de permanência do elétron é muito pequeno (± 10-8 s) (1), o átomo é instável e retorna à passagem fundamental do estado, se necessário, por níveis intermediários de energia.

figura 1. a) Emissão de um fóton devido à transição do átomo entre o nível de energia de excitação e o nível de energia fundamental. b) Emissão de fotones devido à transição do átomo entre os níveis de energia intermediária.

No processo de transição de um estado excitado para um estado fundamental, o átomo emite um fóton de luz com energia igual à diferença de energia entre os dois estados, sendo diretamente proporcional à frequência V e inversamente proporcional ao seu comprimento de onda λ λ λ λ λ.

O fóton emitido é mostrado como uma linha brilhante, chamada linha espectral (2), e a distribuição de energia espectral da coleta de fótons fundidos nas transições do Atom é o espectro de emissão.

Interpretação do espectro de emissão

Algumas transições de átomos são causadas pelo aumento da temperatura ou pela presença de outras fontes de energia externas, como um raio de luz, uma corrente de elétrons ou uma reação química.

Se um gás como o hidrogênio for colocado em uma câmera de baixa pressão e uma corrente elétrica for passada através da câmara, o gás emite uma luz com sua própria cor que a diferenciará de outros gases.

Ao passar a luz emitida, através de um prisma, em vez de obter um arco -íris de luz, unidades discretas são obtidas na forma de linhas de cores com comprimentos de onda específicos, que transportam quantidades discretas de energia.

As linhas de espectro de emissão são únicas em cada elemento e seu uso da técnica de espectroscopia permite determinar a composição elementar de uma substância desconhecida, bem como a composição de objetos astronômicos, pela análise dos comprimentos de onda dos fótons emitidos durante a transição do átomo.

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Diferença entre o espectro de emissão e o espectro de absorção.

Nos processos de absorção e emissão, o átomo tem transições entre dois estados de energia, mas está na absorção que ganha energia externa e atinge o estado de excitação.

A linha de emissão espectral se opõe ao espectro contínuo da luz branca. No primeiro, a distribuição espectral é observada na forma de linhas brilhantes e no segundo uma faixa contínua de cores é observada.

Se um feixe de luz branco afetar um gás como o hidrogênio, travado em uma câmara de baixa pressão, apenas uma porção de luz será absorvida pelo gás e o restante será transmitido.

Quando a luz transmitida cruza um prisma, ela se decompõe em linhas espectrais, cada uma com um comprimento de onda diferente, formando o espectro de absorção de gás.

O espectro de absorção é totalmente oposto ao da emissão e também é específico para cada elemento. Ao comparar os dois espectros do mesmo elemento, observa -se que as linhas de emissão espectral são aquelas que estão faltando no espectro de absorção (Figura 2).

Figura 2. a) Espectro de emissão e b) Espectro de absorção (Autor: STKL. Fonte: https: // Commons.Wikimedia.org/wiki/main_page)

Exemplos de espectros de emissão de elementos químicos

a) As linhas espectrais do átomo de hidrogênio, na região visível do espectro, são uma linha vermelha 656.3 nm, um azul claro de 486.1nm, um azul escuro de 434nm e uma violeta muito fraca de 410nm. Esses comprimentos de onda são obtidos da equação de Balmer - Rydberg em sua versão moderna (3).

É o número de ondas da linha espectral

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É constante de Rydberg (109666.56 cm-1)

é o nível mais alto de energia

é o nível mais alto de energia

Figura 3. Espectro de emissão de hidrogênio (Autor: Adrignola. Fonte: Commons.Wikimedia.org

b) O espectro de emissão de hélio tem duas séries de linhas principais, uma na região visível e outra próxima ao ultravioleta. Peterson (4) usou o modelo BOHR, para calcular uma série de linhas de emissão de hélio na porção de espectro visível, como resultado de várias transições simultâneas de dois elétrons para declarar n = 5, e valores obtidos do comprimento de onda que consistem em experimental resultados. Os comprimentos de onda obtidos são 468.8nm, 450.1nm, 426.3nm, 418.4nm, 412.2nm, 371.9nm.

c) O espectro de emissão de sódio tem duas linhas muito brilhantes de 589nm e 589.6nm chamado linhas d (5). As outras linhas são muito mais fracas que essas e, para fins práticos, considera -se que toda a luz de sódio vem das linhas d.

Referências

1. Medição de vidas de estado excitado do átomo de hidrogênio. V. PARA. Ankudinov, s. V. Bobashev, e e. P. Andreev. 1, 1965, Soviet Physics Jetp, vol. 21, pp. 26-32.
2. Demtröder, w. Espectroscopia a laser 1. Kaiserslautern: Springer, 2014.
3. D.K.Rai, s.N Thakur e. Atom, laser e espectroscopia. Nova Délhi: Phi Learning, 2010.
4. Bohr Revisited: Model AndSepectral Lines of Helium. Peterson, c. 5, 2016, Journal of Young Investigators, vol. 30, pp. 32-35.
5. Journal of Chemical Education. J.R. Aplicar, f. J. Yonke, r. PARA. Edgington e S. Jacobs. 3, 1993, vol. 70, pp. 250-251.