1. Niveaux d'énergie électronique :
- Chaque élément possède une disposition unique d'électrons dans ses atomes, les électrons occupant différents niveaux d'énergie ou couches autour du noyau.
- Lorsqu'un élément est exposé à la chaleur ou à l'énergie, ses atomes absorbent cette énergie, provoquant le déplacement des électrons vers des niveaux d'énergie plus élevés.
2. Transitions électroniques :
- À mesure que les électrons absorbent de l’énergie, ils passent de niveaux d’énergie inférieurs à des niveaux d’énergie plus élevés.
- Lorsque ces électrons reviennent à leurs niveaux d'énergie inférieurs d'origine, ils libèrent de l'énergie sous forme de lumière.
3. Spectre d'émission :
- Les longueurs d'onde spécifiques de la lumière émise par un élément correspondent aux différences d'énergie entre ses niveaux d'énergie électronique.
- Chaque élément possède un spectre d'émission unique, une « empreinte » de ses atomes constitutifs, avec des lignes ou bandes de couleurs spécifiques correspondant à des longueurs d'onde caractéristiques.
4. Couleurs caractéristiques :
- La lumière émise par les atomes d'un élément apparaît comme une couleur distincte à l'œil humain.
- Cette couleur caractéristique correspond au pic de longueur d'onde ou couleur dominante présente dans le spectre d'émission de l'élément.
Par exemple, les atomes de sodium (Na) émettent une lumière jaune vif lorsqu’ils sont chauffés car la différence d’énergie entre leurs niveaux d’énergie atomique correspond aux longueurs d’onde jaunes. De même, le cuivre (Cu) émet une lumière vert bleuâtre, l’hydrogène (H) émet du rouge et le mercure (Hg) émet une lumière blanc bleuâtre.
Les couleurs caractéristiques émises par les éléments constituent la base de diverses techniques analytiques. En analysant le spectre d'émission d'un échantillon, les scientifiques peuvent identifier les éléments présents dans l'échantillon, déterminer leurs concentrations relatives et étudier leur composition chimique. La spectroscopie d'émission atomique est largement utilisée dans des domaines tels que la chimie, la physique, l'astronomie et la science des matériaux pour l'analyse élémentaire.
