Che cosa sono gli spettri atomici?

Un’analisi spettrale è un metodo per distinguere gli elementi chimici presenti in una sostanza. Un’analisi spettrale comprende la misurazione delle frequenze delle onde emesse o assorbite dalle particelle che compongono la sostanza. Queste frequenze sono presenti nelle onde elettromagnetiche, come quelle della luce visibile, ma anche in altre onde come quelle della radiazione ultravioletta e infrarossa. Gli spettri atomici sono il risultato di questo tipo di analisi spettrale e forniscono informazioni sulle proprietà degli atomi.

Gli spettri atomici sono la gamma di colori che appaiono quando la luce attraversa un campione di gas o plasma. Il campione viene eccitato da una sorgente di energia come una scarica elettrica o una fiamma, il che provoca l’emissione di luce. Questa luce attraversa un prisma che scompone la luce in una gamma di colori, simile a un arcobaleno. Questi colori rappresentano la luce di diverse lunghezze d’onda, che sono associate alle differenti frequenze della luce.

Come si formano gli spettri atomici?

Gli spettri atomici si formano quando la luce attraversa un campione di gas o plasma in cui gli atomi sono eccitati da una fonte di energia. Quando l’energia viene assorbita da un elettrone in un atomo, l’elettrone viene spostato in un livello di energia più elevato. Quando l’elettrone torna alla sua posizione originale, rilascia energia sotto forma di luce. La frequenza della luce emessa è direttamente correlata alla differenza di energia tra i due livelli atomici. Questa differenza di energia può essere misurata tramite l’analisi spettrale.

Tipi di spettri atomici: l’emissione e l’assorbimento

Esistono due tipi di spettri atomici: l’emissione e l’assorbimento. L’emissione si verifica quando gli atomi vengono eccitati dall’energia esterna, ad esempio da una scarica elettrica, e quindi emettono la luce quando ritornano allo stato normale. L’emissione produce uno spettro a righe, dove ogni riga rappresenta una transizione specifica tra due livelli energetici atomici.

L’assorbimento si verifica quando la luce passa attraverso un campione di gas o plasma e gli atomi assorbono la luce. Questo tipo di spettro è caratterizzato da una serie di righe nere, dove ogni riga rappresenta l’assorbimento di una specifica frequenza di luce. Questo tipo di spettro viene utilizzato per identificare gli elementi presenti in una sostanza.

Esempi di spettri atomici: la linea di Balmer per l’idrogeno

Un esempio di spettro atomico è la linea di Balmer per l’idrogeno. Questo spettro mostra le transizioni energetiche in cui un elettrone nell’atomo di idrogeno passa dal secondo al primo livello energetico. Quando l’elettrone passa dal secondo al primo livello, emette energia sotto forma di luce. Questa energia emessa corrisponde esattamente alla frequenza della luce nella gamma del visibile, producendo una singola linea di colore rosso. Questa linea di Balmer è uno dei primi esempi di spettro atomico mai osservato ed è stato scoperto dal fisico svizzero Johann Balmer nel 1885. Oggi, la linea di Balmer è utilizzata per identificare la presenza di idrogeno in molte sostanze.