1. Emozionando gli atomi
* Assorbimento di energia: Gli atomi nel loro stato fondamentale (livello di energia più basso) assorbono l'energia. Questo può accadere attraverso vari metodi:
* Riscaldamento: Passando una corrente elettrica attraverso un gas, usando una fiamma o esponendo il campione ad alte temperature.
* Scarico elettrico: Applicare un'alta tensione a un gas.
* Bombardamento: Usando un raggio di elettroni o fotoni per colpire gli atomi.
* Livelli di energia: L'energia assorbita promuove gli elettroni dal loro stato fondamentale a livelli di energia più elevati (stati eccitati). Questi stati eccitati sono instabili.
2. Emissione di luce
* Rilassamento: Gli elettroni eccitati tornano rapidamente a livelli di energia più bassi.
* Emissione di fotoni: Poiché un elettrone scende da un livello di energia più elevato a uno inferiore, rilascia l'eccesso di energia come fotone di luce. L'energia del fotone corrisponde esattamente alla differenza di energia tra i due livelli.
* Lunghezze d'onda specifiche: Ogni elemento ha un insieme unico di livelli di energia, con conseguente emissione di luce a lunghezze d'onda specifiche. Questa è la base per la spettroscopia atomica, che può identificare elementi in un campione.
3. Osservando lo spettro
* Spettroscopio: Un dispositivo chiamato spettroscopio separa la luce emessa nelle lunghezze d'onda del suo componente.
* Linee spettrali: La luce emessa appare come linee luminose (spettro di emissione) a lunghezze d'onda specifiche, che rappresentano le transizioni energetiche all'interno dell'atomo.
* Spettro di assorbimento: Se la luce passa attraverso un campione di atomi, gli atomi assorbono la luce a specifiche lunghezze d'onda corrispondenti alle loro transizioni di energia. Ciò si traduce in linee scure (spettro di assorbimento) su uno sfondo continuo.
Concetti chiave
* Quantizzazione: Gli atomi possono esistere solo in livelli di energia specifici. Le transizioni energetiche tra questi livelli sono discrete, con conseguenti lunghezze d'onda specifiche della luce.
* Modello quantico: Il concetto di livelli di energia quantizzata spiega perché ogni elemento ha uno spettro atomico unico.
Applicazioni
* Elementi di identificazione: Gli spettri atomici sono come le impronte digitali per gli elementi, consentendo agli scienziati di identificare la loro presenza e composizione in vari campioni.
* Astrofisica: Gli spettri di stelle e altri oggetti celesti rivelano la loro composizione chimica, temperatura e movimento.
* Chimica analitica: La spettroscopia atomica viene utilizzata per l'analisi quantitativa in vari campi, come il monitoraggio ambientale, la scienza alimentare e la chimica clinica.
