Spectra emisji i absorpcji

Spektrum emisji atomowej sodu

Spektrogram emisyjny a absorpcyjny

Chemik, który dąży do odkrycia składu pierwiastkowego określonej substancji lub roztworu, może różnicować atomy poprzez emisję i / lub spektroskopię absorpcyjną. Oba procesy są ukierunkowane na obserwację elektronów i fotonów po poddaniu ich działaniu światła. W tych procesach potrzebny jest spektrofotometr wraz ze źródłem światła. Naukowiec musi mieć listę wartości zarówno dla emisji absorpcji dla każdego atomu przed poddaniem substancji spektroskopii.

Na przykład, gdy naukowiec odkryje próbkę z odległego obszaru i zamierza nauczyć się składu materii, może zdecydować o poddaniu próbki spektroskopii emisyjnej lub absorpcyjnej. W widmach absorpcyjnych ma on obserwować, w jaki sposób elektrony atomów absorbują energię elektromagnetyczną ze źródła światła. Kiedy światło jest kierowane w stronę atomów, jonów lub cząsteczek, cząsteczki mają tendencję do pochłaniania fal, które mogą je pobudzać i powodować przemieszczanie się z jednego kwantu do drugiego. Spektrofotometr może rejestrować ilość zaabsorbowanej długości fali, a naukowiec może następnie odnieść się do listy cech elementu, aby określić skład zebranej próbki.

Widma emisji są wykonywane z tym samym procesem podległości światła. Jednak w tych procesach naukowiec obserwuje ilość światła lub energii cieplnej emitowanej przez fotony atomu, które powodują powrót do pierwotnego kwantu.

Pomyśl o tym w ten sposób: Słońce jest centrum atomu, składającym się z fotonów i neutronów. Planety krążące wokół Słońca to elektrony. Kiedy gigantyczna latarka skierowana jest w stronę Ziemi (jako elektron), Ziemia staje się podekscytowana i porusza się na orbitę Neptuna. Energia pochłonięta przez Ziemię jest rejestrowana w widmach absorpcji. Kiedy gigantyczna latarka zostanie usunięta, Ziemia emituje światło, aby powrócić do pierwotnego stanu. W takich przypadkach spektrofotometr rejestruje ilość emitowanej przez Ziemię długości fali, aby naukowiec mógł określić rodzaj elementów składających się na układ słoneczny.

Widmo absorpcji kilku elementów

Poza tym absorpcja nie wymaga wzbudzania jonów lub atomów, w przeciwieństwie do widm emisyjnych. Oba muszą mieć źródło światła, ale powinny się one różnić w obu procesach. Lampy kwarcowe są zwykle używane w absorpcji, natomiast palniki są odpowiednie do widm emisji.

Kolejna różnica między tymi dwoma widmami polega na wyjściu "wydruku". Na przykład przy opracowywaniu obrazu spektrum emisji jest zdjęciem w kolorze, natomiast widmo absorpcyjne jest wydrukiem negatywnym. Oto dlaczego: widma emisyjne mogą emitować światło, które rozciąga się na różne zakresy widma elektromagnetycznego, tworząc w ten sposób kolorowe linie z niskoenergetycznymi falami radiowymi do wyższych energii promieniowania gamma. Kolory w pryzmatach są zwykle obserwowane w tych widmach.

Z drugiej strony absorpcja może emitować kilka kolorów w połączeniu z pustymi liniami. Dzieje się tak dlatego, że atomy pochłaniają światło z częstotliwością zależną od rodzaju pierwiastków obecnych w próbce. Ponownie emitowane światło w procesie jest mało prawdopodobne, aby było emitowane w tym samym kierunku, z którego pochodzi pochłonięty foton. Ponieważ światło z atomu nie może być skierowane w stronę naukowca, światło wydaje się mieć czarne linie ze względu na brakujące fale w widmach elektromagnetycznych.

Streszczenie:

1. Widma emisyjne i absorpcyjne można stosować zarówno do określania składu materii. 2. Zużycie źródła światła i spektrofotometru. 3. Widma emisyjne mierzą długość fali emitowanego światła po tym, jak atomy są wzbudzane ciepłem, podczas gdy absorpcja mierzy długość fali zaabsorbowanej przez atom. 4. Widma emisyjne emitują wszystkie kolory w widmie elektromagnetycznym, podczas gdy absorpcja może utracić kilka kolorów ze względu na przekierowanie reemisji pochłoniętych fotonów.