Os espectros de emissão são a base do teste de chama, um método analítico para detectar elementos químicos

Em geral, todos os objetos que contêm energia emitem radiação eletromagnética . Se ordenarmos essa radiação por comprimentos de onda, obteremos 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 inferior.

Vamos ver o que exatamente é o espectro de emissão e como ele é produzido.

Espectro de emissão: definição

Espectro de emissão de ferro

O espectro de emissão é definido como o conjunto de comprimentos de onda emitidos por um átomo que está no estado excitado . Ao emitir radiação eletromagnética, o átomo excitado passa para um estado de menor energia.

Cada elemento da tabela periódica possui um espectro de emissão único que é conhecido como assinatura espectral , portanto, ao analisar o espectro de emissão de uma substância, podemos identificar os elementos que a compõem.

Este procedimento é denominado espectroscopia de emissão e é uma ferramenta muito útil em vários campos da ciência. Por exemplo, é usado em análises químicas e em astronomia para estudar os elementos que uma estrela contém.

Como o espectro de emissão é produzido

Ao absorver energia, o átomo vai do estado fundamental para o estado excitado

Os elétrons em um átomo tendem a ser distribuídos de forma que a energia do átomo seja a mais baixa possível. Este estado é o estado de linha de base .

Quando um átomo recebe energia , por exemplo, calor, os elétrons absorvem a energia e sobem para níveis de energia mais elevados. O átomo fica em um estado excitado .

Os diferentes níveis de energia são quantizados . A energia do elétron não pode aumentar ou diminuir continuamente, exceto em saltos entre níveis quânticos .

O estado excitado não é um estado estável para o átomo. Sempre tenderá para o estado basal. Quando um elétron retorna a um nível de energia inferior, um fóton é liberado , ou 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 é a frequência eh é a 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 esse motivo, um espectro de emissão atômica é composto por uma infinidade de comprimentos de onda, mas sempre determinado pelos estados quânticos pelos quais os elétrons passam.

Como cada elemento possui seu próprio espectro de emissão diferente dos demais elementos, ao estudar o espectro de emissão de um objeto é possível conhecer os elementos que o compõem.

Relação com espectro de absorção

Da mesma forma que cada elemento emite certos comprimentos de onda, cada elemento também absorve apenas certos comprimentos de onda. Os comprimentos de onda absorvidos formam o espectro de absorção .

O espectro de absorção e o espectro de emissão são complementares . Os comprimentos de onda que são absorvidos para subir ao estado excitado são os mesmos comprimentos de onda que são emitidos ao retornar ao estado basal.

Absorção de hidrogênio e espectro de emissão