Elektron yang diberi energi perlu melepaskan energi untuk kembali ke keadaan stabilnya. Ketika pelepasan ini terjadi, itu terjadi dalam bentuk cahaya. Oleh karena itu, spektrum emisi atom mewakili elektron dalam atom yang kembali ke tingkat energi yang lebih rendah. Karena sifat fisika kuantum, elektron hanya dapat menyerap dan memancarkan energi tertentu dan diskrit. Setiap elemen memiliki susunan karakteristik orbital elektron dan energi yang menentukan warna garis emisi.
Dunia Kuantum
Sementara banyak hal yang kita rasakan ditentukan oleh mekanika klasik dan kontinu, dunia atom ditentukan oleh diskontinuitas dan probabilitas. Elektron dalam atom ada pada tingkat energi diskrit tanpa titik tengah. Jika sebuah elektron tereksitasi ke tingkat energi baru, ia melompat ke tingkat itu secara instan. Ketika elektron kembali ke tingkat energi yang lebih rendah, mereka melepaskan energi dalam paket terkuantisasi. Anda dapat membandingkan ini dengan api yang perlahan-lahan padam. Api yang menyala memancarkan energi terus menerus saat mendingin dan akhirnya terbakar. Sebuah elektron, di sisi lain, memancarkan semua energinya secara instan dan melompat ke tingkat energi yang lebih rendah tanpa melewati keadaan transisi.
Apa yang Menentukan Warna Garis dalam Spektrum Emisi?
Energi dari cahaya ada dalam paket yang disebut foton. Foton memiliki energi yang berbeda yang sesuai dengan panjang gelombang yang berbeda. Oleh karena itu, warna garis emisi mencerminkan jumlah energi yang dilepaskan oleh elektron. Energi ini berubah tergantung pada struktur orbital atom dan tingkat energi elektronnya. Energi yang lebih tinggi sesuai dengan panjang gelombang menuju ujung biru yang lebih pendek dari spektrum cahaya tampak.
Garis Emisi dan Penyerapan
Ketika cahaya melewati atom, atom tersebut dapat menyerap sebagian energi cahaya. Spektrum serapan menunjukkan kepada kita panjang gelombang mana dari cahaya yang diserap oleh gas tertentu. Spektrum serapan terlihat seperti spektrum kontinu, atau pelangi, dengan beberapa garis hitam. Garis-garis hitam ini mewakili energi foton yang diserap oleh elektron dalam gas. Ketika kita melihat spektrum emisi untuk gas yang sesuai, itu akan menampilkan kebalikannya; spektrum emisi akan menjadi hitam di mana-mana kecuali untuk energi foton yang diserap sebelumnya.
Apa yang Menentukan Jumlah Baris?
Spektrum emisi dapat memiliki sejumlah besar garis. Jumlah garis tidak sama dengan jumlah elektron dalam atom. Misalnya, hidrogen memiliki satu elektron, tetapi spektrum emisinya menunjukkan banyak garis. Sebaliknya, setiap garis emisi mewakili lompatan energi yang berbeda yang dapat dilakukan oleh elektron atom. Ketika kita memaparkan gas ke foton dari semua panjang gelombang, setiap elektron dalam gas dapat menyerap foton dengan energi yang tepat untuk merangsangnya ke tingkat energi berikutnya yang mungkin. Oleh karena itu, foton dari spektrum emisi mewakili berbagai tingkat energi yang mungkin.