Fonaments de l'Espectroscòpia i Teoria Atòmica

Espectres i Espectroscòpia

Espectres: Conjunt de radiacions electromagnètiques posades de manifest d'alguna manera sensible (sobre una pantalla, etc.).

Espectroscopis: Permeten separar una radiació electromagnètica en els seus components monocromàtics.

Tipus d'Espectres

• Espectre continu: Quan el focus lluminós és un sòlid o un líquid (per exemple, el Sol).
• Espectre discontinu: Substància que emet llum en estat gasós (descàrrega elèctrica en un gas a baixa pressió); està format per una sèrie de ratlles brillants sobre un fons negre.
• Espectres d'emissió: Inclouen els dos tipus anteriors (continu i discontinu).
• Espectre d'absorció: Es produeix quan la llum blanca passa a través d'un gas de baixa pressió. És el negatiu de l'emissió: presenta un fons de color i, en intercalar l'element, queden ratlles negres dels colors que s'han absorbit. Són complementaris (absorció i emissió).

Cada ratlla d'un espectre discontinu correspon a una radiació d'una determinada longitud d'ona i freqüència, característica de l'element que l'emet.

Teoria Quàntica i Model de Bohr

Teoria Quàntica (Max Planck, 1900)

La matèria emet o absorbeix energia radiant de manera discontínua, gràcies a grànuls o corpuscles elementals. Cada un d'aquests s'anomena quàntum d'energia o fotó. L'energia transportada per un raig de llum monocromàtic és l'energia transportada per tots els seus fotons.

Teoria de Bohr

L'electró es mou entorn del nucli en certes capes o òrbites anomenades nivells energètics principals. Mentre es mou no emet ni absorbeix energia; es diu que es troba en estat estacionari. L'energia de l'electró en cada nivell energètic és la suma de l'energia cinètica dels electrons i de l'energia potencial, ja que es troba en un camp elèctric. L'energia de l'àtom està quantitzada (no pot tenir qualsevol valor).

Ampliació de la Teoria de Bohr

Es defineixen possibles subnivells d'energia mitjançant el nombre quàntic secundari (l), el nombre quàntic magnètic (m) i el nombre quàntic d'espín (s).

Propietats Periòdiques dels Elements

• Energia d'ionització: Energia necessària per arrencar un electró d'un àtom en estat gasós o fonamental. Augmenta cap a la dreta de la taula periòdica i, com més avall, menys energia es requereix (unitat: eV/àtom).
• Afinitat electrònica: Energia alliberada quan un àtom neutre en estat gasós capta un electró i forma un anió (unitat: J/mol). Hi ha més afinitat com més a la dreta i més amunt es troba l'element.
• Electronegativitat: Tendència d'un àtom a atraure els electrons cap a ell. El fluor (F) és l'element més electronegatiu, amb el valor més alt (4). Com més a la dreta i més amunt a la taula, major és l'electronegativitat.