Ingeniero De Sistemas

Pr ác t i c a 8.­ ESPECTROSCOPÍA  DE EMISIÓN A TÓMICA  
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UCL M 
U   
C 
F. C. M.  Am b . 
F  C         

P 8.­E SP E C T R O SC O P Í A AT Ó M I C A DE  E M I SI Ó N

0. ­ OB J ETIVOS. 
1)  Visualizar líneas espectrales con el espectroscopio. 
2)  Determinar la constante de una red de difracción y realizar su calibración. 
3) Medir las longitudes de onda de espectros de emisión. 
1. ­ INTRODUCCIÓN. 
Los átomos  excitados emiten radiaciones de longitudes de onda características de 
cada  clase  de  átomos  y,  recíprocamente,  estas  radiaciones,  y  no  otras,  son  las 
que dichos átomos  pueden absorber para pasar a estados excitados. 
Los  hechos  experimentales  están  de  acuerdo  con  las  deducciones  de  la  teoría 
cuántica,  según  la  cual la  absorción  y  emisión  de    las  radiaciones  se  realiza 
mediante cuantos  o fotones y que la energía de  estos  es igual a la diferencia que 
hay  entre  dos  estados  o  n i v el es   d e  en er g ía  p er m i t i d o s .  Las  transiciones 
electrónicas  solo  se  permiten  entre  estos  niveles  permitidos  de  manera  que  si  un 
electrón  salta  de  un  nivel  a  otro    de menor  energía  se  produce  la    emisión  de  un 
fotón, tal que: 
c 
D    = E i - E j  = h  = h  = hc 
E
u
n
(  = 6 63 10 - 34 J s  , c  = 3 00  10 - 8  ms -1 )  (  ) 
h  , 
, 
1 
l
Donde:  Ei   y  Ej   son  los  niveles  de  energía, u es  la  frecuencia, l es  la longitud de 
onda  y n=1/l es el  número de ondas. Es un hecho cotidiano ver la luz producida por una descarga eléctrica sostenida en 
las lámparas  de  iluminación    que  contienen   vapor  de  sodio    o    gas  a  baja  presión, 
así  como,    el  color  característico  que  emiten  los  cationes  de  sales  de  metales    en 
los fuegos de artificio y en los ensayos a la llama del mechero de Bunsen. En estos 
casos  se  producen  violentos  choques  entre  átomos  e    iones  de  un  colectivo  tan 
grande  que  se producen  muchísi mas  transiciones  de  electrones  a  niveles 
superiores  que  al  retornar  a   otros inferiores emiten    fotones    de tantas frecuencias 
como  desniveles  han  salvado  en  la  caída.  Se  da  la  circunstancia  que  solo  se 
detectan  algunas    frecuencias,  mediante  las  cuales  se  tiene  la  información  de  los niveles de energía permitidos y característicos de cada clase de átomo. 
La  finalidad  de  la  espectroscopia  es  analizar  el  espectro  de  la  radiación,  es  decir, 
medir las longitudes de onda de las radiaciones monocromáticas que la componen, 
así  como  la  intensidad  de  energía  de  cada  una  de  éstas.  La  determinación  de 
dichos  niveles  de  energía  mediante  la  espectroscopia  atómica    ha    contribuido  de forma determinante al conocimiento de la estructura electrónica de los átomos. 

Es p ec t r o  d el  h i d r ó g en o  

In t r o d u c c i ó n  a l a ex p er i m en t ac i ó n en  Qu ím i c a Fís i c a ­62 

Pr ác t i c a 8.­ ESPECTROSCOPÍA  DE EMISIÓN A TÓMICA  
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Los  espectros  atómicos  están  formados  por  conjuntos  de  frecuencias    o longitudes 
de  onda    llamadas  s er ies   es p ec t r al es .  En  la  Fig.1    se  representa  la  imagen  de  la 
serie  BALMER  del  espectro  de  emisión  del  h i d r ó g en o   en  la  región  visible  y  en  la 
Fig.2  otras dos fuera de la región visible. Se observa que las líneas  se  aproximan 
a  medida  que  disminuye  la  longitud  de  onda  (  Fig.1)  y  convergen  hacia  un  límite 
que  representa  al  nivel  de energía  hasta  el  cual  cae  un  electrón  desde  niveles 
superiores  de  energía  (Fig.2).  La  separación  de  las  líneas  es   t an   r eg u l ar   que 
Balmer dedujo la relación mate mática que hay entre  las longitudes de onda para el 
hidrógeno  ( Z=1) :
E j - E   2 p m e 
4 
i
n = 
=
Z 2    1  - 1  ) = Ti  -T j  ,  n  = ì1 2 3  n  ü < n j =...