La struttura elettronica di un atomo determina le sue proprietà chimiche e il suo spettro di emissione. Lo spettro di emissione di un atomo è il modello unico di lunghezze d'onda della luce che l'atomo emette quando i suoi elettroni vengono eccitati a livelli energetici più elevati e poi ricadono ai livelli energetici originali.
Come la struttura elettronica spiega il colore
Elementi diversi emettono luce di colore diverso perché hanno strutture elettroniche diverse. I livelli energetici degli elettroni di un atomo sono determinati dal numero di protoni nel nucleo e dal numero di elettroni nell'atomo. Quando un elettrone viene eccitato ad un livello energetico più elevato, assorbe un fotone di luce con una quantità di energia pari alla differenza tra i due livelli energetici. Quando l'elettrone ritorna al suo livello energetico originale, emette un fotone di luce con la stessa quantità di energia.
La lunghezza d'onda di un fotone di luce è inversamente proporzionale alla sua energia. Ciò significa che i fotoni con lunghezze d'onda più corte hanno più energia dei fotoni con lunghezze d'onda più lunghe. I colori dello spettro visibile sono disposti dal rosso (lunghezza d'onda più lunga) al viola (lunghezza d'onda più corta).
Elementi diversi emettono luce di colore diverso perché hanno strutture elettroniche diverse. Ciò significa che i livelli energetici dei loro elettroni sono diversi e assorbono ed emettono fotoni di luce con lunghezze d'onda diverse.
Esempi di struttura e colore degli elettroni
Ecco alcuni esempi di come la struttura elettronica spiega il colore di vari fuochi d'artificio:
* Sodio gli atomi emettono una luce giallo-arancione perché i loro elettroni sono eccitati a un livello energetico più elevato quando vengono riscaldati. Questo livello di energia è circa 2,1 elettronvolt (eV) sopra il livello di energia originale. Quando gli elettroni ritornano al loro livello energetico originale, emettono un fotone di luce con una lunghezza d'onda di circa 589 nm, che si trova nella parte giallo-arancione dello spettro visibile.
* Rame gli atomi emettono una luce verde perché i loro elettroni sono eccitati a un livello energetico più elevato quando vengono riscaldati. Questo livello di energia è circa 2,9 eV al di sopra del livello di energia originale. Quando gli elettroni ritornano al loro livello energetico originale, emettono un fotone di luce con una lunghezza d'onda di circa 522 nm, che si trova nella parte verde dello spettro visibile.
* Stronzio gli atomi emettono una luce rossa perché i loro elettroni sono eccitati a un livello energetico più elevato quando vengono riscaldati. Questo livello di energia è circa 1,8 eV sopra il livello di energia originale. Quando gli elettroni ritornano al loro livello energetico originale, emettono un fotone di luce con una lunghezza d'onda di circa 688 nm, che si trova nella parte rossa dello spettro visibile.
Conclusione
La struttura elettronica di un atomo determina il suo spettro di emissione e il suo colore. Questo è il motivo per cui elementi diversi emettono luce di colore diverso quando vengono riscaldati o eccitati. Questa conoscenza viene utilizzata per creare fuochi d'artificio che producono una varietà di bellissimi colori.
