Espectroscopia

Espectroscopia, em física e físico-química, o estudo dos espectros. Baseia-se no fato de que cada elemento químico tem seu espectro característico. Esse fato foi observado em 1859 pelos cientistas alemães Gustav Robert Kirchhoff e Robert Wilhelm Bunsen. Kirchhoff e Bunsen desenvolveram o espectroscópio de prisma em sua forma moderna e o aplicaram às análises químicas. Esse instrumento é formado por uma fenda, pela qual entra a luz procedente de uma fonte externa, um conjunto de lentes, um prisma e uma ocular. No espectrógrafo, a ocular é substituída por uma câmera. O espectrofotômetro é usado para medir a intensidade da luz em comparação com a de uma luz procedente de uma fonte padrão. Essa comparação permite determinar a concentração da substância que produz esse espectro.

A luz é emitida e absorvida em unidades minúsculas ou corpúsculos chamados fótons ou quanta. O átomo emite ou absorve um quanta de luz de uma cor determinada quando um dos seus elétrons salta de uma órbita para outra. Os componentes de uma molécula são os núcleos dos diferentes átomos que a formam e os elétrons que rodeiam cada núcleo. A emissão e a absorção de luz por parte de uma molécula correspondem a seus diferentes modos de rotação, aos modos de oscilação de seus núcleos atômicos e aos movimentos periódicos de seus elétrons nas distintas órbitas. Se é possível medir o comprimento da onda dos fótons emitidos por uma molécula ou átomo, é possível deduzir uma considerável quantidade de informações sobre sua estrutura e sobre os distintos modos de movimento periódico de seus componentes.

A maioria das informações que os físicos têm sobre a estrutura do átomo foi obtida mediante espectroscopia.

Os dois principais usos da análise espectral estão na química e na astrofísica. O espectro de um determinado elemento é absolutamente característico desse elemento. Quando se estimula uma substância desconhecida mediante uma chama, um arco voltaico, uma fagulha ou outro método apropriado, uma análise rápida com um espectrógrafo costuma ser suficiente para determinar a presença ou a ausência de um determinado elemento. Os espectros de absorção são, muitas vezes, úteis para identificar compostos químicos.

Os métodos magnéticos de espectroscopia na região do espectro das radiofreqüências são muito úteis para proporcionar informação química sobre as moléculas e mostrar sua estrutura detalhada. Esses métodos são a ressonância magnética nuclear (RMN) e a ressonância de spin eletrônico (RSE).

O estudo espectroscópico das estrelas tem proporcionado aos cientistas importantes conhecimentos teóricos. Também é muito útil para estudar objetos do Sistema Solar. Nosso conhecimento da composição da atmosfera dos planetas e dos satélites deriva, em grande parte, das observações espectroscópicas.