A principios del siglo veinte se
llevaron a cabo una serie de importantes descubrimientos acerca del núcleo del
átomo. Empezó a estudiarse el misterio de la disposición de electrones. Una de
las propiedades de los elementos que había venido siendo estudiada con cuidado
desde la invención del espectroscopio en 1859 era la relativa a la radiación
que emitían los elementos excitados. En 1913, Neils Bohr descubrió la manera en
que estaban relacionadas las estructuras de rayas del espectro con a estructura
electrónica de los átomos. Hoy en día se sabe que el concepto de los átomos de
Bohr, según el cual los electrones describía órbitas elípticas y circulares
alrededor del núcleo positivo. Actualmente no se dispone de un modelo físico
preciso, aunque se avanza a grandes pasos hacia una descripción matemática del
átomo.
LOS ESPECTROS ATÓMICOS.
Espectro de emisión: Cuando un elemento absorbe
energía suficiente, de una llama o de un arco eléctrico, por ejemplo, emite
energía radiante. La radiación emitida puede pertenecer al intervalo de luz
visible, aunque esto no tiene por qué ocurrir siempre. Al hacer pasar esta radiación a través del
prisma de un espectrógrafo, tiene lugar su dispersión según las diferentes
longitudes de onda y se forma una imagen denominada espectro de emisión.
Existen dos tipos de espectros de
emisión. Continuos y Discontinuos. En el caso de los últimos, la imagen
(espectro) consiste en una estructura de rayas brillantes sobre un fondo
oscuro.
Aunque todo elemento puede
calentarse hasta que se vuelva incandescente, algunos elementos o compuestos
necesitan tan solo ser calentados en un mechero de Bunsen para que emitan una
luz de color característico. Entre estos elementos se encuentran el litio, el
sodio, el potasio, el calcio y el estroncio. El método más corriente para
comprobar si en una determinada sustancia se encuentran estos elementos
consiste en disolver un poco de esta sustancia en agua e inducir a continuación
un arito de platino en la disolución. Si se evapora con cuidado una gota de la disolución
en este arito, y se aplica la llama de un mechero de laboratorio, la llama
adquirirá el color característico de los elementos que se encuentran presentes.
Los espectros y las energías de los electrones: Los electrones que rodean el
núcleo se encuentran en condiciones normales ocupando posiciones de energía
relativamente bajas; estas posiciones se denominan estados normales. Al someter
os átomos a temperaturas elevadas o bombardearlos mediante otros electrones
absorben energía y se trasladan a lugares de mayor energía o estados excitados.
Al retornar estos electrones excitados a los niveles de menor energía se libera
una cierta cantidad de la misma que a veces forma luz visible.
Se han observado los siguientes
hechos:
1.- Las muestras del mismo
elemento emiten siempre radiación de la misma longitud de onda (espectro de
emisión)
2.- Bajo condiciones adecuadas
cualquier elemento emite siempre solo ciertas longitudes de onda.
Espectros de absorción: Para altas temperaturas la
mayoría de los sólidos se ponen al “blanco deslumbrante” y emiten radiación de
todas las longitudes de onda visibles. Se dice que esta radiación da un
espectro de emisión continuo porque no se produce ningún tipo de ausencia de
color (espacios negros) al hacer pasar la luz a través del prisma de un
espectroscopio. Los elementos y los compuestos que posean un punto de fusión
elevado pueden emplearse como fuentes adecuadas de espectros continuos. El
tungsteno, empleado comúnmente como material para filamentos en bombillas de
incandescencia es un ejemplo de este tipo de elementos.
Al atravesar una radiación
electromagnética continua una sustancia, quedan absorbidas generalmente ciertas
longitudes de onda de la radiación. Estas longitudes de onda son
características de la sustancia que absorbe la radiación y la estructura de
estas rayas se denomina espectro de absorción.
Una parte del espectro continuo
que emite el Sol es absorbido por los gases de la atmósfera solar. Debido a
esto, existen algunas estrechas líneas oscuras en el espectro continuo que nos
llega, y la posición de estas líneas oscuras nos permite identificar los gases
que absorbieron esta luz.
