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Clases 3
Espectros de emisión.
La lista del principio de este capítulo hace ver que a partir de 1825 se
inicia una técnica de investigación fundamental para obtener información sobre
la composición de las diferentes sustancias: la espetroscopía iniciada por
Franhoffer y perfeccionada por Bunsen y Kirchoff. De hecho, esta técnica se ha
convertido en una herramienta fundamental paraestablecer, entre otras cosas,
la estructura electrónica de los átomos y la composición química de los
materiales constituyentes de las estrellas, su temperatura y su velocidad
respecto de la Tierra.
La descomposición de la luz de una fuente emisora producida por su paso
a través de un elemento dispersor, tal como un prisma o una rejilla de
difracción, recibe el nombre de espectro óptico de la fuenteemisora, el cual
abarca todas las longitudes de onda (o frecuencias) posibles. Sin embargo,
para hablar de los diferentes tipos de espectros ópticos, mencionaremos sus
características en la región visible, en el entendido de que éstas serían
semejantes si pudiéramos ver en las regiones infrarroja y ultravioleta. Los
espectros ópticos pueden ser continuos, de líneas o de bandas.

Espectroscontinuos.
Los espectros continuos (figura 5-1) son los emitidos por sólidos, líquidos
o gases muy densos y están relacionados con la radiación del cuerpo negro. El
aspecto cualitativo general de estos espectros es el mismo si las sustancias se
encuentran a la misma temperatura, y sólo difieren en su intensidad relativa.
Los espectros continuos casi no aportan información sobre la composiciónquímica de las sustancias.

Figura 5-1. Espectro continuo.

Espectros de líneas
Los espectros de líneas (figura 5-2) son característicos de los átomos de
un gas rarificado. Consisten de líneas brillantes sobre un fondo oscuro que
pueden ser ordenadas en series características. Si el gas es una combinación
de varios tipos de átomos, entonces el espectro contendrá líneas
característicasde cada elemento o tipo de átomo presente. Así el espectro de
emisión es de gran importancia en la determinación de la composición química
del gas analizado.

Figura 5-2. Espectro de líneas.
Para hacer que un elemento cuya temperatura de evaporación es muy
elevada se ponga en estado incandescente, generalmente se requiere
colocarlo en una flama de alta temperatura (puede ser un mechero deBunsen)
o en la región donde se esté produciendo una descarga eléctrica. Los
espectros obtenidos de esta manera tienen el aspecto de líneas superpuestas
sobre un fondo brillante (figura 5-3).

Figura 5-3. Espectro de líneas superpuesto a un
fondo brillante.

Los espectros de banda consisten en grupos de un gran número de líneas
espectrales, las cuales están muy cercanas entre si (figura5-4). Estos
espectros en general están asociados con moléculas.

Figura 5-4. Espectro de bandas del hidrógeno molecular.

Espectros de absorción
En contraposición a los espectros de emisión recién descritos, si la luz de
una fuente que presenta un espectro continuo pasa a través de un gas que
esté a menor temperatura que la fuente del espectro continuo, se produce un
espectro de absorción,el cual consta de líneas oscuras sobre un fondo brillante
coloreado (figura 5-5). Se ha encontrado que el patrón (la disposición) de estas
líneas corresponde exactamente al de las líneas de emisión del mismo gas.
Así, estas líneas de absorción son tan útiles como las líneas de emisión para la
identificación de la composición del gas. En particular, parte de la luz
proveniente del “interior”de una estrella puede ser absorbida por los átomos
presentes en su atmósfera, como descubrió Franhoffer en el espectro de la luz
solar.

Figura 5-5. Espectro de absorción.

El experimento de Thomson.
En 1887, Joseph John (al que siempre se le llamaba J.J.) Thomson
modificó un tubo de Crookes para que incluyera un par de placas metálicas y
un imán. Conectando las placas a una fuente de...