Em geral, todos os objetos que contêm energia emitem radiação eletromagnética. Se ordenarmos esta radiação por comprimento de onda, obtemos o Espectro de emissão desse objeto.
Em química, o espectro de emissão refere-se à radiação eletromagnética emitida por um átomo ou uma molécula quando passa de um estado de energia excitado para um estado de energia mais baixo.
Vamos ver o que exatamente é o espectro de emissão e como ele é produzido.
Espectro de emissão: definição
o Espectro de emissão É definido como o conjunto de comprimentos de onda emitidos por um átomo encontrado em Estado de excitação. Ao emitir radiação eletromagnética, o átomo excitado passa para um estado de energia mais baixo.
Cada elemento da tabela periódica tem um espectro de emissão único conhecido como assinatura espectralpara que analisando o espectro de emissão de uma substância possamos identificar os elementos que a compõem.
Este procedimento é chamado espectroscopia de emissão e é uma ferramenta muito útil em vários campos da ciência. Por exemplo, é usado em análise química e em astronomia para estudar os elementos que uma estrela contém.
Como o espectro de emissão é produzido
o elétrons de um átomo tendem a ser distribuídos de tal forma que a energia do átomo é a mais baixa possível. Este estado é o estado de linha de base.
Quando um átomo recebe Energiapor exemplo, calor, os elétrons absorvem energia e sobem para níveis de energia mais altos. O átomo está em uma Estado de excitação.
Os diferentes níveis de energia são quantificado. A energia do elétron não pode subir ou descer continuamente, mas em saltos entre níveis quânticos.
O estado excitado não é um estado estável para o átomo. Sempre tenderá ao estado basal. Quando um elétron retorna a um nível de energia mais baixo, um fóton é liberadoou seja, é emitida a radiação eletromagnética que formará o espectro de emissão.
A energia do fóton emitido é igual à diferença de energia entre o estado excitado e o estado fundamental e está relacionada à radiação eletromagnética pela seguinte equação:
Onde E é a energia do fóton, v a frequência e h constante de Planck.
Cada elétron em um átomo pode estar em vários estados excitados, pois pode subir um, dois ou mais níveis de energia. Por esta razão, um espectro de emissão atômica é composto por uma infinidade de comprimentos de onda, mas sempre determinados pelos estados quânticos pelos quais os elétrons passam.
Como cada elemento possui um espectro de emissão próprio e diferente dos demais elementos, ao estudar o espectro de emissão de um objeto é possível conhecer os elementos que o compõem.
Relação com o espectro de absorção
Assim como cada elemento emite certos comprimentos de onda, cada elemento absorve apenas certos comprimentos de onda. As comprimentos de onda absorvidos forme o Espectro de absorção.
O espectro de absorção e o espectro de emissão são complementar. Os comprimentos de onda que são absorvidos para subir ao estado excitado são os mesmos comprimentos de onda que são emitidos ao voltar ao estado fundamental.