¿A qué se debe la formación de los espectros atómicos de absorción y de emisión?

 

Los espectros atómicos, tanto de emisión como de absorción, son característicos para cada elemento químico, sirven 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.

 

Funcionamiento de la animación

En la animación puedes seleccionar entre el espectro de emisión o de absorción. Puedes utilizar los botones con la flecha para avanzar o retroceder en los elementos o  escribir el número atómico y pulsar intro.

 

Espectros de absorción y de emisión

 

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.

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 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 característico. Esto significa que cada elemento tiene su propia firma espectral.

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.

Observa que el sodio absorbe las mismas longitudes de onda que es capaz de emitir.

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

 

Autor de la aplicación: Jesús Peñas Cano

Adaptación didáctica. Diseño Web y actividades:  Grupo Lentiscal de Didáctica de la Física y Química

 

ACTIVIDADES

1. 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.

¿Cómo se producen dichas líneas?

 

2. ¿Cómo se puede explicar que el átomo de hidrógeno con un solo electrón de lugar a un espectro con muchas líneas? ¿Qué significan las diferentes líneas?

 

3.  Cuando un  electrón, que se encuentra en su estado fundamental, absorbe un fotón ¿Qué ocurre?

¿Por qué después emite el fotón que ha absorbido? 

¿Qué ocurre cuando el electrón emite el fotón?

¿Que relación hay entre las rayas de los espectros atómicos y estos saltos de los electrones de unas orbitas a otras al absorber y emitir luz (fotones)?

¿Cuál es el estado fundamental del electrón en el átomo de hidrógeno? ¿Cuáles son sus estados excitados?

4. ¿Cuándo se produce absorción de energía y cuándo emisión de energía? ¿Qué relación hay entre la energía absorbida o emitida y la longitud de onda de la transición electrónica?

5. 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.

¿Cómo se producen dichas líneas?

El siguiente gráfico muestra el espectro de emisión del Na (sodio)

Describe e interpreta dicho espectro discontinuo.

 

 

 

 6. Al hacer 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.

¿Cómo se producen dichas líneas?

El gráfico siguiente muestra el espectro de absorción del sodio:

Describe e interpreta dicho espectro discontinuo.

Observa que el sodio absorbe las mismas longitudes de onda que es capaz de emitir. ¿Cuál es la razón de ello?

 

 

 

7. Explica por qué la regularidad encontrada en los espectros discontinuos supone un apoyo muy importante para comprender la estructura de los átomos.

 

8. Indica las diferencias existentes entre un espectro de absorción y otro de emisión, entre un espectro continuo y otro discontinuo.

 

9. Explica cómo se pueden identificar distintos cationes observando sus espectros de emisión.

¿Coincide siempre el color de la llama de un ión de un átomo con el de la rayas de su espectro? ¿Por qué?