Główna różnica – absorpcja a widmo emisji

Struktura atomu obejmuje centralny rdzeń zwany jądrem oraz chmurę elektronów wokół jądra. Zgodnie z nowoczesną teorią atomową elektrony te są umieszczone na określonych poziomach energii zwanych powłokami lub orbitalami, gdzie ich energie są kwantowane. Wiadomo, że powłoka, która znajduje się najbliżej jądra, ma najniższą energię. Kiedy energia jest przekazywana atomowi z zewnątrz, powoduje to, że elektrony przeskakują z jednej powłoki do drugiej. Ruchy te można wykorzystać do uzyskania widm absorpcji i emisji. Widma absorpcyjne i emisyjne są widmami liniowymi. Główna różnica między widmami absorpcyjnymi i emisyjnymi polega na tym, że Widma absorpcyjne pokazują czarne kolorowe szczeliny/linie natomiast Widma emisyjne pokazują różne kolorowe linie w widmach.

Kluczowe obszary objęte

1. Czym są widma absorpcji? – Definicja, charakterystyka 2. Czym są widma emisji? – Definicja, charakterystyka 3. Jaka jest różnica między widmem absorpcyjnym a emisyjnym? – Porównanie kluczowych różnic

Kluczowe warunki: atom, widmo absorpcji, widmo emisji, orbita, foton, powłoka

Czym są widma absorpcji?

Widmo absorpcyjne można zdefiniować jako widmo uzyskane w wyniku przepuszczania promieniowania elektromagnetycznego przez substancję. Charakterystyczną cechą widm absorpcyjnych jest to, że na widmie pojawiają się ciemne linie.

Widmo absorpcyjne jest wynikiem pochłaniania fotonów przez atomy znajdujące się w substancji. Kiedy substancja jest wystawiona na działanie źródła promieniowania elektromagnetycznego, takiego jak białe światło, może uzyskać widma absorpcji. Jeśli energia fotonu jest taka sama jak energia pomiędzy dwoma poziomami energii, to energia fotonu jest pochłaniana przez elektron na niższym poziomie energetycznym. Ta absorpcja powoduje wzrost energii tego konkretnego elektronu. Wtedy energia tego elektronu jest wysoka. W ten sposób przeskakuje na wyższy poziom energii. Ale jeśli energia fotonu nie jest równa różnicy energii między dwoma poziomami energii, foton nie zostanie pochłonięty.

Następnie przepuszczanie promieniowania przez substancję daje kolorowe pasma odpowiadające fotonom, które nie zostały pochłonięte; ciemne linie wskazują fotony, które zostały pochłonięte. Energia fotonu jest podawana jako;

E = hc / λ

Gdzie, E – energia fotonu (Jmol^-1) c – Prędkość promieniowania (ms^-1)

h – Stała Planka (Js) λ – Długość fali (m)

Dlatego energia jest odwrotnie proporcjonalna do długości fali promieniowania elektromagnetycznego. Ponieważ ciągłe widmo źródła światła jest podane jako zakres długości fal promieniowania elektromagnetycznego, można znaleźć brakujące długości fal. Na tej podstawie można również określić poziomy energii i ich położenie w atomie. Wskazuje to, że widmo absorpcji jest specyficzne dla konkretnego atomu.

Rysunek 1: Widmo absorpcyjne kilku pierwiastków

Czym są widma emisji

Widmo emisji można zdefiniować jako widmo promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez substancję. Atom emituje promieniowanie elektromagnetyczne, gdy dochodzi do stanu stabilnego ze stanu wzbudzonego. Wzbudzone atomy mają wyższą energię. Aby stać się stabilnym, atomy powinny przejść do niższego stanu energetycznego. Ich energia jest uwalniana w postaci fotonów. Ten zbiór fotonów razem tworzy widmo znane jako widmo emisyjne.

Widmo emisyjne pokazuje kolorowe linie lub pasma w widmie, ponieważ uwolnione fotony mają określoną długość fali odpowiadającą tej konkretnej długości fali widma ciągłego. Dlatego kolor tej długości fali w widmie ciągłym jest przedstawiony przez widmo emisyjne.

Widmo emisji jest unikalne dla substancji. Dzieje się tak, ponieważ widmo emisyjne jest dokładnie odwrotnością widma absorpcyjnego.

Rysunek 2: Widmo emisji helu

Różnica między widmem absorpcyjnym a emisyjnym

Definicja

Widma absorpcyjne: Widmo absorpcyjne można zdefiniować jako widmo uzyskane w wyniku przepuszczania promieniowania elektromagnetycznego przez substancję.

Widma emisji: Widmo emisji można zdefiniować jako widmo promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez substancję.

Zużycie energii

Widma absorpcyjne: Widmo absorpcyjne powstaje, gdy atomy pochłaniają energię.

Widma emisji: Widmo emisyjne powstaje, gdy atomy uwalniają energię.

Wygląd zewnętrzny

Widma absorpcyjne: Widma absorpcyjne pokazują ciemne linie lub przerwy.

Widma emisji: Widma emisji pokazują kolorowe linie.

Energia atomu

Widma absorpcyjne: Atom uzyskuje wyższy poziom energii, gdy widmo absorpcyjne jest przez ten atom.

Widma emisji: Widmo emisyjne jest podane, gdy wzbudzony atom uzyskuje niższy poziom energii.

Długość fali

Widma absorpcyjne: Widma absorpcyjne uwzględniają długości fal pochłaniane przez substancję.

Widma emisji: Widma emisyjne uwzględniają długości fal emitowanych przez substancję.

Streszczenie

Widma liniowe są bardzo przydatne w określaniu nieznanej substancji, ponieważ widma te są unikalne dla konkretnej substancji. Główne typy widm to widma ciągłe, widma absorpcyjne i widma emisyjne. Główna różnica między widmami absorpcyjnymi i emisyjnymi polega na tym, że widma absorpcyjne pokazują czarne kolorowe przerwy/linie, podczas gdy widma emisyjne pokazują różne kolorowe linie.

Bibliografia:

1. „Widma absorpcji i emisji”. Katedra Astronomii i Astrofizyki. n.p., b.d. Sieć. Dostępny tutaj. 19 czerwca 2017 r. 2. „Widma emisyjne i absorpcyjne.” Wszystko matematyka i nauka. n.p., b.d. Sieć. Dostępny tutaj. 19 czerwca 2017 r.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Widmo absorpcji kilku pierwiastków” Autor: Almuazi – Praca własna (CC BY-SA 4.0) za pośrednictwem Commons Wikimedia2. „Widoczne widmo helu” Autor: Jan Homann – Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia