1. Excitant les atomes
* Absorption d'énergie: Les atomes de leur état fondamental (niveau d'énergie le plus bas) absorbent l'énergie. Cela peut se produire à travers diverses méthodes:
* chauffage: Passant un courant électrique à travers un gaz, en utilisant une flamme ou en exposant l'échantillon à des températures élevées.
* Décharge électrique: Appliquer une haute tension à un gaz.
* bombardement: En utilisant un faisceau d'électrons ou de photons pour frapper les atomes.
* Niveaux d'énergie: L'énergie absorbée favorise les électrons de leur état fondamental à des niveaux d'énergie plus élevés (états excités). Ces états excités sont instables.
2. Émission de lumière
* relaxation: Les électrons excités remontent rapidement à des niveaux d'énergie inférieurs.
* émission de photons: Alors qu'un électron tombe d'un niveau d'énergie plus élevé à un niveau inférieur, il libère l'excès d'énergie comme un photon de lumière. L'énergie du photon correspond exactement à la différence d'énergie entre les deux niveaux.
* longueurs d'onde spécifiques: Chaque élément a un ensemble unique de niveaux d'énergie, entraînant l'émission de lumière à des longueurs d'onde spécifiques. C'est la base de la spectroscopie atomique, qui peut identifier les éléments d'un échantillon.
3. Observer le spectre
* Spectroscope: Un appareil appelé spectroscope sépare la lumière émise dans ses longueurs d'onde de composant.
* lignes spectrales: La lumière émise apparaît sous forme de lignes lumineuses (spectre d'émission) à des longueurs d'onde spécifiques, représentant les transitions énergétiques dans l'atome.
* Spectre d'absorption: Si la lumière traverse un échantillon d'atomes, les atomes absorbent la lumière à des longueurs d'onde spécifiques correspondant à leurs transitions énergétiques. Il en résulte des lignes sombres (spectre d'absorption) sur un fond continu.
Concepts clés
* quantification: Les atomes ne peuvent exister que dans des niveaux d'énergie spécifiques. Les transitions énergétiques entre ces niveaux sont discrètes, entraînant des longueurs d'onde de lumière spécifiques.
* Modèle quantique: Le concept de niveaux d'énergie quantifiés explique pourquoi chaque élément a un spectre atomique unique.
Applications
* Éléments d'identification: Les spectres atomiques sont comme des empreintes digitales pour les éléments, permettant aux scientifiques d'identifier leur présence et leur composition dans divers échantillons.
* astrophysique: Les spectres d'étoiles et d'autres objets célestes révèlent leur composition chimique, leur température et leur mouvement.
* Chemistry analytique: La spectroscopie atomique est utilisée pour l'analyse quantitative dans divers domaines, tels que la surveillance environnementale, la science alimentaire et la chimie clinique.
