เส้นสเปกตรัมของธาตุและการแปรความหมาย
ในการศึกษาสีของเปลวไฟที่เกิดขึ้นจากการเผาสาร
มักจะเห็นเพียงสีเดียวซึ่งเป็นสีที่เห็นเด่นชัดที่สุด ทั้งนี้เนื่องจากตาของคนไม่สามารถที่จะแยกสีที่มีความถี่ต่าง ๆ ที่ผสมกันอยู่ออกจากกันได้ จึงมองเห็นเฉพาะสีที่เด่นชัดที่สุดเพียงสีเดียวเท่านั้น แต่ถ้าใช้สเปกโตรสโคปซึ่งเป็นเครื่องมือแยกสีตามความถี่ของแสง จะเห็นเป็นเส้นที่มีสีต่าง ๆ กันหลายเส้นซึ่งเรียกว่า
เส้นสเปกตรัม แต่อย่างไรก็ตามเส้นสเปกตรัมที่เด่นชัดมีความเข้มของสีมากที่สุด จะเป็นสีเดียวกับที่มองเห็นด้วยตาเปล่า
สีของเปลวไฟที่เกิดจากการเผาสารเมื่อดูด้วยตาเปล่า และใช้เส้นสเปกโตรสโคป
สารประกอบ | สีของเปลวไฟเมื่อดูด้วยตาเปล่า | สีของเส้นสเปกตรัมที่เด่นชัดที่สุด |
Nacl Na2SO4 BaCl2 BaCO3 CaCl2 CaSO4 | เหลือง เหลือง เขียวอมเหลือง เขียวอมเหลือง แดงอิฐ แดงอิฐ
| เหลืองเข้ม เหลืองเข้ม เขียว เขียว แดงเข้ม แดงเข้ม |
CuCO3 CuSO4 MgCl2 MgCO3 LiCl Li2CO3 SrCl2 SrCO3 | เขียว เขียว ม่วง ม่วง แดงเลือดนก แดงเลือดนก แดงเลือดนก แดงเลือดนก | เขียวเข้ม เขียวเข้ม ม่วงเข้ม ม่วงเข้ม แดงเข้ม แดงเข้ม แดงเข้ม แดงเข้ม
|
ถ้าเปรียบเทียบเทียบสเปกตรัมของสารต่าง ๆ กับสเปกตรัมของแสงอาทิตย์และแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์จะพบว่า
- สเปกตรัมที่เห็นจากแสงอาทิตย์มีลักษณะเป็นแถบที่มีแสงสีเจ็ดสีต่อเนื่องกัน ที่เรียกว่าสเปกตรัมแบบต่อเนื่อง
- สเปกตรัมของหลอดฟลูออเรสเซนต์ นอกจากจะเห็นเป็นแถบสีแบบสเปกตรัมของแสงขาวเป็นพื้นแล้ว ยังมีเส้นปรากฏในแถบสเปกตรัมด้วย เรียกว่าเส้นสเปกตรัม ซึ่งจัดว่าเป็นสเปกตรัมที่ไม่ต่อเนื่อง เส้นสเปกตรัมที่เห็นเด่นชัดที่สุดคือ เส้นสีเขียว ซึ่งเกิดจากธาตุที่บรรจุไว้ในหลอดฟลูออเรสเซนต์ นั้น ลักษณะของเส้นสเปกตรัมจะคล้ายกับสเปกตรัมที่ได้จากการเผาสาร
สรุปเกี่ยวกับเส้นสเปกตรัม
1.สเปกตรัมเป็นสมบัติเฉพาะตัวของธาตุชนิดหนึ่ง ๆ ซึ่งแตกต่างจากธาตุชนิดอื่น
2.สเปกตรัมของโลหะชนิดเดียวกันไม่ว่าจะอยู่ในรูปของธาตุบริสุทธิ์หรือในสารประกอบจะต้องมีลักษณะเหมือนกันทั้งหมด ทั้งในแง่ของจำนวนเส้นสเปกตรัม สีของแต่ลเส้น (อาจจะมีสีเข้มไม่เท่ากัน) และ ตำแหน่งของเส้นสเปกตรัม
3.สเปกตรัมของโลหะต่างชนิดกันจะไม่เหมือนกัน สีของเส้นสเปกตรัมอาจจะเหมือนกัน แต่ตำแหน่งของเส้นสเปกตรัมทั้งหมดจะไม่ตรงกัน
สารที่อยู่ในสถานะก๊าซ
สามารถจะตรวจดูสเปกตรัมได้เช่นเดียวกันแต่ไม่ใช่โดยการนำก๊าซมาเผาเหมือนกับสเปกตรัมของโลหะ สเปกตรัมของก๊าซจะทำได้โดยนำก๊าซมาบรรจุในหลอดแก้ว
โดยทำให้มีความดันต่ำและใช้พลังงานจากไฟฟ้าแทนการเผา เมื่อก๊าซที่บรรจุอยู่ในหลอดแก้วได้รับพลังงานเพียงพอก็จะเเรืองแสงให้สีต่าง ๆ ก๊าซแต่ละชนิดจะให้เส้นสเปกตรัมที่มีลักษณะไม่เหมือนกัน
เมื่อเผาสารประกอบของโลหะต่างชนิดกัน
1. จะได้เปลวไฟที่มีสีต่าง ๆ กัน สีของเปลวไฟก็คือส่วนของพลังงานที่แปรรูปมาจากพลังงานความร้อนนั่นเอง
2. หลังจากที่สารได้รับความร้อนเข้าไปแล้วจะมีการคายพลังงานส่วนหนึ่งออกมาในรูปของแสง การที่มีสีต่าง ๆ กันแสดงว่า พลังงานที่คายออกมานั้นมีค่าไม่เท่ากัน พลังงานที่คายออกมาจะมีส่วนเกี่ยวข้องกับความถี่หรือความยาวของคลื่นแสง ตามกฎของ พลังค์ ถ้าโลหะนั้นคายพลังงานออกมาตรงกับความถี่ของแสงสีใด จะเห็นเป็นเปลวไฟสีนั้น ซึ่งถ้าดูจากสเปกโตรสโคปก็จะเห็นเป็นเส้นสีสเปกตรัมที่มีสีเดียวกัน เนื่องจากการเกิดสเปกตรัมขึ้นอยู่กับพลังงานที่คายออกมา
ดังนั้นการอธิบายการเกิดสเปกตรัมจึงต้องตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่า อะตอมจะต้องมีโครงสร้างที่สามารถรับพลังงานและคายพลังงานได้