Différence entre les spectres d'absorption et d'émission

Différence principale - spectres d'absorption et d'émission

La structure d'un atome comprend un noyau central appelé noyau et un nuage d'électrons autour du noyau. Selon la théorie atomique moderne, ces électrons sont positionnés à des niveaux d'énergie spécifiques appelés coques ou orbitales où leurs énergies sont quantifiées. La coquille qui est la plus proche du noyau est connue pour avoir la plus basse énergie. Lorsque l'énergie est transmise à un atome de manière externe, les électrons sautent d'une couche à l'autre. Ces mouvements peuvent être utilisés pour obtenir des spectres d'absorption et d'émission. Les spectres d'absorption et d'émission sont des spectres linéaires. La principale différence entre les spectres d’absorption et d’émission est que les spectres d'absorption montrent des lacunes / lignes de couleur noire tandis que les spectres d'émission montrent différentes lignes colorées dans les spectres.  

Zones clés couvertes

1. Que sont les spectres d'absorption?
      - Définition, caractéristiques
2. Que sont les spectres d'émission?
      - Définition, caractéristiques
3. Quelle est la différence entre les spectres d'absorption et d'émission
     - Comparaison des différences clés

Termes clés: Atome, Spectre d’absorption, Spectre d’émission, Orbital, Photon, Shell

Que sont les spectres d'absorption?

Un spectre d'absorption peut être défini comme un spectre obtenu en transmettant un rayonnement électromagnétique à travers une substance. La caractéristique d'un spectre d'absorption est qu'il montre des lignes sombres sur le spectre.

Le spectre d'absorption résulte de l'absorption de photons par les atomes présents dans la substance. Lorsqu'une substance est exposée à une source de rayonnement électromagnétique telle que la lumière blanche, elle peut obtenir le spectre d'absorption. Si l'énergie du photon est la même que l'énergie entre deux niveaux d'énergie, l'énergie du photon est absorbée par l'électron dans le niveau d'énergie inférieur. Cette absorption provoque l'augmentation de l'énergie de cet électron particulier. Alors l'énergie de cet électron est élevée. Ainsi, il saute au niveau d'énergie supérieur. Mais si l’énergie du photon n’est pas égale à la différence d’énergie entre deux niveaux d’énergie, le photon ne va pas être absorbé.

Ensuite, la transmission du rayonnement à travers la substance donne des bandes colorées correspondant aux photons non absorbés; les lignes noires indiquent les photons qui ont été absorbés. L'énergie d'un photon est donnée comme:

E = hc / λ

Où, E - énergie du photon (Jmol^-1) C - Vitesse du rayonnement (ms^-1)

          h - Constante de la planche (Js) λ - Longueur d'onde (m)      

Par conséquent, l'énergie est inversement proportionnelle à la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique. Etant donné que le spectre continu de la source de lumière correspond à la plage de longueurs d'onde du rayonnement électromagnétique, les longueurs d'onde manquantes peuvent être trouvées. Les niveaux d'énergie et leurs emplacements dans un atome peuvent également être déterminés à partir de cela. Cela indique qu'un spectre d'absorption est spécifique à un atome particulier.

Figure 1: Spectre d'absorption de quelques éléments

Que sont les spectres d'émission?

Le spectre d'émission peut être défini comme un spectre du rayonnement électromagnétique émis par une substance. Un atome émet un rayonnement électromagnétique lorsqu'il passe d'un état excité à un état stable. Les atomes excités ont une énergie plus élevée. Afin de devenir stables, les atomes devraient atteindre un état d'énergie plus faible. Leur énergie est libérée sous forme de photons. Cette collection de photons ensemble forme un spectre appelé spectre d'émission.

Un spectre d'émission montre des lignes ou des bandes colorées dans le spectre car les photons libérés ont une longueur d'onde spécifique correspondant à cette longueur d'onde particulière du spectre continu. Par conséquent, la couleur de cette longueur d'onde dans le spectre continu est indiquée par le spectre d'émission.

Le spectre d'émission est unique à une substance. En effet, le spectre d'émission est exactement l'inverse du spectre d'absorption.

Figure 2: spectre d'émission d'hélium

Différence entre les spectres d'absorption et d'émission

Définition

Spectres d'absorption: Un spectre d'absorption peut être défini comme un spectre obtenu en transmettant un rayonnement électromagnétique à travers une substance.

Spectre d'émission: Le spectre d’émission peut être défini comme un spectre du rayonnement électromagnétique émis par une substance.

Consommation d'énergie

Spectres d'absorption: Un spectre d'absorption est produit lorsque les atomes absorbent de l'énergie.

Spectre d'émission: Un spectre d'émission est produit lorsque les atomes libèrent de l'énergie.

Apparence

Spectres d'absorption: Les spectres d'absorption montrent des lignes sombres ou des lacunes.

Spectre d'émission: Les spectres d'émission montrent des lignes colorées.

Énergie d'atome

Spectres d'absorption: Un atome obtient un niveau d'énergie supérieur lorsqu'un spectre d'absorption est donné par cet atome.

Spectre d'émission: Un spectre d'émission est donné lorsqu'un atome excité obtient un niveau d'énergie inférieur.

Longueur d'onde

Spectres d'absorption: Les spectres d'absorption représentent les longueurs d'onde absorbées par une substance.

Spectre d'émission: Spectre d'émission représentant les longueurs d'onde émises par une substance.

Résumé

Les spectres linéaires sont très utiles pour déterminer une substance inconnue, car ils sont uniques à une substance particulière. Les principaux types de spectres sont les spectres continus, les spectres d'absorption et les spectres d'émission. La différence principale entre les spectres d’absorption et d’émission est que les spectres d’absorption montrent des lacunes / des lignes de couleur noire alors que les spectres d’émission indiquent des lignes de.

Références:

1. «Spectres d'absorption et d'émission». Département d'astronomie et d'astrophysique. N.p., n.d. Web. Disponible ici. 19 juin 2017. 
2. ”Spectres d'émission et d'absorption”. Tout en mathématiques et en sciences. N.p., n.d. Web. Disponible ici. 19 juin 2017. 

Courtoisie d'image:

1. “Spectre d'absorption de quelques éléments” de Almuazi - Travail personnel (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. “Spectre visible d'hélium” de Jan Homann - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia