Espectro de Emisión y Absorción de los Elementos

Abrahan Hernandez



Espectro de Emisión y Absorción de los Elementos



La espectroscopia es el estudio del espectro luminoso de los cuerpos, con aplicaciones en química, física y astronomía, entre otras disciplinas científicas. Es una técnica instrumental ampliamente utilizada por los físicos y químicos para poder determinar la composición cualitativa y cuantitativa de una muestra, mediante la utilización de patrones o espectros conocidos de otras muestras. El análisis espectral permite detectar la absorción o emisión de radiación electromagnética de ciertas energías, y relacionar estas energías con los niveles de energía implicados en una transición cuántica.




Para el estudio de los espectros de los elementos químicos se usan aparatos diversos como los que se mencionan a continuación:

El espectroscopio: que al descomponer la luz incidente dispersándola en diferente radiaciones monocromáticas, permite la observación directa del espectro de un determinado elemento.


El espectrógrafo:
permite fotografiar las bandas de emisión y absorción de los elementos.

El espectrómetro: permite la medición de las longitudes de onda de emisión y absorción en los espectros.
Cada átomo es capaz de emitir o absorber radiación electromagnética, aunque solamente en algunas frecuencias características de cada uno de los diferentes elementos químicos. Si, mediante suministro de energía calorífica, se estimula un determinado elemento en su fase gaseosa, sus átomos emiten radiación en ciertas frecuencias del espectro visible, que constituyen su espectro de emisión. Ahora si al mismo elemento, también en estado de gas, recibe radiación electromagnética, absorbe ciertas frecuencias del espectro visible, precisamente las mismas en las que emite cuando se estimula mediante calor. Este será su espectro de absorción.
 

Se cumple, así, la llamada Ley de Kirchoff, que nos indica que todo elemento absorbe radiación en las mismas longitudes de onda en las que la emite. Los espectros de absorción y de emisión resultan ser, pues, el inverso uno del otro.
 
Puesto que el espectro, tanto de emisión como de absorción, es característico de cada elemento, sirve para identificar cada uno de los elementos de la tabla periódica, por simple visualización y análisis de la posición de las líneas de absorción o emisión en su espectro.


Ya sabemos que cuando hacemos pasar la luz a través de un prisma óptico se produce el efecto llamado dispersión que consiste en la separación de las distintas longitudes de onda que forman el rayo incidente. La luz blanca produce al descomponerla lo que llamamos un espectro continuo, que contiene el conjunto de colores que corresponde a la gama de longitudes de onda que la integran.

Espectro electromagnético visible.
 
Sin embargo, los elementos químicos en estado gaseoso y sometidos a temperaturas elevadas producen espectros discontinuos en los que se aprecia un conjunto de líneas que corresponden a emisiones de sólo algunas longitudes de onda. El siguiente gráfico muestra el espectro de emisión del Na (sodio):

Espectro de Emisión del Sodio.
 
El conjunto de líneas espectrales que se obtiene para un elemento concreto es siempre el mismo, incluso si el elemento forma parte de un compuesto complejo, y cada elemento produce su propio espectro diferente al de cualquier otro elemento. Esto significa que cada elemento tiene su propia firma espectral.
 
En la siguiente imagen hay un link donde  pueden observar a detalle cada uno de los espectros de emisión y absorción de los elementos:



Ahora, si hacemos pasar la luz blanca por una sustancia antes de atravesar el prisma sólo pasarán aquellas longitudes de onda que no hayan sido absorbidas por dicha sustancia y obtendremos el espectro de absorción de dicha sustancia. El gráfico siguiente muestra el espectro de absorción del sodio:
Espectro de Absorción del Sodio.
 
El espectro discontinuo a la luz que se obtiene al poner incandescente una muestra de un elemento químico en estado gaseoso (muy pocos átomos). Para cada elemento, su espectro discontinuo es diferente y característico. A partir de este momento, se le da el nombre de ?Espectro Atómico? y es característico de cada elemento. Tienen una relación con el núcleo o con la corteza del átomo, pero: ¿Cómo la energía de los rayos luminosos es muy inferior a la de los rayos?, se establece que los espectros tienen que ver con transformaciones en la corteza electrónica de los átomos. Si el modelo de Rutherford fuese cierto, no existirían los espectros atómicos, serían todos iguales al de la luz solar. Por lo tanto, hay que revisar el modelo teniendo en cuenta el hecho crucial de los espectros discontinuos.
 
La presencia de rayas concretas de un color concreto, indica que la energía del electrón también tiene valores concretos, por ello no puede girar en cualquier órbita, ya que entonces, su energía sería variable. Se plantea por ello la posibilidad de dotar la corteza del átomo de unos valores de energía y de órbita fijos, es decir, se propone estructurar la masa atómica (realizada por Neils Bohr).

 
La regularidad encontrada en los espectros discontinuos supone un apoyo muy importante para comprender la estructura de los átomos.



Espectro de Emisión y Absorción de los Elementos
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5 Comentarios Espectro de Emisión y Absorción de los Elementos
Lo felicito por promover la divulgaci?
Te dejo los puntos que no pudo @ProfeMarco pero admito que solo mire las imagenes. Otro dia con lo leo.  
Gracias Amigos @ProfeMarco  @illukki  siguiendo    
que buen post
Gracias por el apoyo @petitt  siguiendo  
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