¿¡Espectros en la química!?

Flamas de colores

Como lo leyeron, en la química tenemos espectros. Los espectros son imágenes o registros de un objeto (que puede ser desde una estrella hasta una molécula o átomo) de la energía que absorbe o emite. Anteriormente, los químicos ponían a la flama las sustancias químicas y de acuerdo a la intensidad y colores de la llama, podían averiguar que átomos o compuestos contenía la muestra.

Los primeros que se descubrieron fueron los espectros visibles. Consisten en atomizar, es decir, hacer que la sustancia pase al estado gaseoso y se le hace pasar un haz de luz blanca, que después pasa por un prisma descomponiéndolo en los colores del arcoíris. Para gran sorpresa, aparecían “huecos” en ciertas partes.

Espectro de absorción del nitrógeno

Si quieren saber como son los espectros de absorción y emisión de otros elementos de la tabla periódica, hagan click en SPECTRUM LINES

Y dependiendo que tipo de elemento se tratara, los patrones cambiaban. De esta manera, podían confirmar si algún químico había descubierto un nuevo elemento o no. La mejor parte es que también podían analizar compuestos y los patrones eran únicos.

Hasta se llegó a la conclusión incorrecta de haber descubierto un nuevo elemento, el coronio, el cual se encontró en la corona solar (de ahí el nombre) Pero no duró mucho, ya que después de algunos años se descubrió que en realidad eran elementos conocidos en forma de plasma.

Corona solar fotografiada en un eclipse. De aquí derivó el nombre del supuesto nuevo elemento “coronio”

Pero la cosa no se detuvo, ahora los científicos se pusieron en marcha en explicar porqué sucedía esto, y proponer una teoría atómica capaz de explicar estos resultados experimentales. De ahí surgieron los modelos atómicos de Bohr y contribuyeron a darle forma a la teoría cuántica.

Niels Bohr

Resulta que la energía está cuantizada, es decir, la materia interacciona solo con cantidades fijas de energía. Por ejemplo, digamos que quieres comprarte unos pantalones que cuestan $100.00, pregunta ¿los puedes comprar con $99.99? o ¿puedes comprarte un pantalón y medio con $150? Las respuestas son no, si no tienes el dinero exacto no lo puedes comprar y si tienes de más no puedes comprar fracciones de objetos.

Lo mismo sucede con los átomos y compuestos, al brindarles la energía mínima para poder llevarlos a un nivel energético diferente. Cuando se analiza la energía que absorbe la sustancia, estamos hablando de un análisis espectral de absorción.

Pero también podemos analizar las sustancias por la energía que desprenden. A este tipo de análisis se les llama de emisión. Y una manera fácil de hacer eso, es aplicando luz. Dependiendo del tipo de análisis que realices, es el tipo de luz que utilizas.

Espectro de Absorción de un compuesto químico

Por ejemplo, para estudiar qué tipos de átomos o compuestos tienes en una sustancia, se utiliza luz infrarroja. Este tipo de estudios se le llama espectroscopia Infrarroja. Si quieres averiguar el tipo de estructura que tiene la sustancia, utilizas rayos X, etc.

Imagen de difracción de rayos X (ADN cristalizado)

Incluso, las tomografías (los estudios que siempre manda el Dr. House a sus pacientes) se podrían considerar un espectro. También tienen muchas aplicaciones, desde saber la composición y temperatura de las estrellas hasta que tipo de átomos componen una sustancia.

Espectros estelares

Esta entrada participa en la edición XXXI del Carnaval de la física, que este mes, El Imperio de la Ciencia es el anfitrión

REFERENCIAS

-Kazuo Nakamoto, INFRARED AND RAMAN SPECTRA OF INORGANIC AND COORDINATION COMPOUNDS: PART A, THEORY AND APPLICATIONS IN INORGANIC CHEMISTRY, A John Wiley & Sons Inc. Publication, USA New Jersey (2009)

-James E. Huheey , INORGANIC CHEMISTRY: PRINCIPLES OF STRUCTURE AND REACTIVITY, HarperCollins College Publishers, Fourth Edition, USA New York (1993)

ÍNDICE DE IMÁGENES

Por orden de aparición:

-flamas de colores http://corcholat.com/$2hx

-Espectro del nitrógeno http://jersey.uoregon.edu/elements/Elements.html

-Corona solar fotografiada durante un eclipse http://einsteinio.wordpress.com/2007/10/26/la-corona-solar-un-misterio-aun-sin-resolver/

-Niels Bohr http://historicalwallpapers.blogspot.mx/2011/04/niels-bohr-1885-1962.html

-Spectra Database for Organic Compounds http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi

-X ray diffraction – Dr. S. Dover, Division of Biomolecular Sciences, Kings College, London

Espectros estelares – http://www.astrosurf.com/astronosur/estrellas.htm

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10 comentarios el “¿¡Espectros en la química!?

  1. Pingback: Resumen del XXXI carnaval de la física | Imperio de la Ciencia

    • Gracias por leer la entrada y por tus sinceros comentarios.

      Lamento muchísimo no cumplir con tus expectativas, pero me he puesto como objetivo realizar entradas que cualquiera pueda leer y entender, aunque ello signifique sacrificar profundidad.

      Si la opinión de más lectores se suma a la tuya, con mucho gusto realizaré entradas más “sustanciosas”

      SALUDOS

      • Muchas gracias, la verdad es que a mi me ha venido genial la explicación, es fácil de entender y aprecio que tomes en cuenta a las personas como yo que solo buscamos “Lo de encimita”, Gracias!

    • Te puedo recomendar varios libros donde puedes encontrar el principio físico en el que funcionan, las reglas de selección o lo que necesites.

      Hice esta entrada con el objetivo de que cualquiera, sin conocimientos previos, pueda leer esta entrada.

      Me comprometo que las próximas entradas serán más “sustanciosas” a petición del público.

      SALUDOS

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