Os químicos estudam como as diferentes formas de radiação eletromagnética interagem com átomos e moléculas. Esta interação é chamada de espectroscopia. Assim como há diversos tipos de radiação eletromagnética, há vários tipos de espectroscopia, dependendo da frequência de luz que estivermos utilizando. Vamos começar nossa discussão analisando a Espectroscopia UV-Vis, ou seja, aquilo que ocorre nos átomos e moléculas quando os fótons das regiões UV e visível no espectro (comprimentos de onda de cerca de 10, minus, 700, start text, space, n, m, end text) são absorvidos ou emitidos.
Os químicos estudam como as diferentes formas de radiação eletromagnética interagem com átomos e moléculas. Esta interação é chamada de espectroscopia. Assim como há diversos tipos de radiação eletromagnética, há vários tipos de espectroscopia, dependendo da frequência de luz que estivermos utilizando. Vamos começar nossa discussão analisando a Espectroscopia UV-Vis, ou seja, aquilo que ocorre nos átomos e moléculas quando os fótons das regiões UV e visível no espectro (comprimentos de onda de cerca de 10, minus, 700, start text, space, n, m, end text) são absorvidos ou emitidos.
Espectroscopia UV-Vis
Já falamos sobre como os átomos e as moléculas podem absorver fótons, consequentemente, absorvendo sua energia. Dependendo da energia do fóton absorvido ou emitido, diferentes fenômenos podem ser observados. Vamos começar analisando um caso mais simples sobre o que acontece quando um átomo de hidrogênio absorve luz na região UV ou visível do espectro eletromagnético.
Quando um átomo absorve um fóton de UV ou de luz visível, a energia desse fóton pode excitar um dos elétrons desse átomo para um nível energético mais alto. Este movimento de um elétron de um nível energético mais baixo para um nível energético mais alto, ou de um nível mais alto de volta para um nível mais baixo é chamado de transição. Para que uma transição ocorra, a energia do fóton absorvido deve ser maior ou igual à diferença de energia entre os 2 níveis energéticos. No entanto, quando o elétron está no nível energético mais alto e excitado, ele ocupa uma posição mais instável em comparação ao seu estado anterior, mais relaxado. Sendo assim, o elétron vai, rapidamente, voltar para o nível energético mais baixo. Ao fazer isso, ele emite um fóton com uma energia igual à diferença dos níveis energéticos.
Como cada espectro de emissão é único para o elemento, podemos entendê-los como a "impressão digital" de cada elemento. As faixas indicam os comprimentos de onda de luz específicos emitidos quando os elétrons de cada elemento saem do estado excitado para um estado energético mais baixo. Os cientistas conseguem isolar esses diferentes comprimentos de onda incidindo a luz de átomos excitados por um prisma, que separa os diferentes comprimentos de onda por meio do processo de refração. Mas, sem um prisma, não vemos esses diferentes comprimentos de onda de luz separadamente, mas sim todos misturados. Ainda assim, a cor emitida por cada elemento é bastante distinta, o que costuma ser útil em um laboratório.
No laboratório, geralmente podemos distinguir os elementos usando um teste da chama. A imagem a seguir mostra a característica chama verde que aparece quando o metal cobre ou sais de cobre são queimados. (Lembre-se de que é a energia do calor — um tipo de radiação eletromagnética — que consegue excitar os elétrons de cada átomo).
Dicromato de amônio
Sulfato de cobre Cloreto de sódio
Professora Claudia Schuh Both
Disciplina Química
Turmas 1° série EM
REFERENCIA
https://pt.khanacademy.org/science/chemistry/electronic-structure-of-atoms/bohr-model-hydrogen/a/spectroscopy-interaction-of-light-and-matter#:~:text=F%C3%B3tons%20da%20regi%C3%A3o%20UV%20ou,luz%20vis%C3%ADvel%20de%20frequ%C3%AAncia%20espec%C3%ADfica.