Spectres d'émission de raies des gaz excités

Seconde générale · Physique-Chimie 2nde

À retenir

• Un gaz sous faible pression excité (décharge électrique, flamme) émet un spectre de raies : raies colorées fines sur fond noir. • Les longueurs d'onde des raies sont caractéristiques de l'élément chimique : c'est sa « carte d'identité ». • Exemples : sodium 589,0 et 589,6\ nm ; hydrogène 656, 486, 434 et 410\ nm.

Le cours

Spectres d'émission de raies des gaz excités Lorsqu'un gaz sous faible pression, constitué d'atomes ou d'ions isolés, est excité par une décharge électrique (tube luminescent) ou par chauffage intense, il émet de la lumière : • Aspect du spectre d'émission de raies : Observé au spectroscope, ce gaz ne produit pas un spectre continu mais un ensemble discontinu de fines raies lumineuses et colorées sur un fond totalement noir. • Signature de l'atome (carte d'identité chimique) : - Chaque élément chimique possède un ensemble de raies d'émission aux longueurs d'onde strictement uniques et caractéristiques. - Le spectre de raies est une véritable « empreinte digitale » ou carte d'identité de l'élément : en mesurant les longueurs d'onde des raies présentes, on identifie avec certitude l'élément chimique émetteur. • Exemples canoniques : - Vapeur de sodium : raie jaune intense très caractéristique (doublet à = 589,0 nm et 589,6 nm). - Vapeur de mercure : raies intenses bleue (436 nm), verte (546 nm) et jaune (579 nm). - Hydrogène : quatre raies visibles de la série de Balmer (rouge 656 nm, cyan 486 nm, bleu 434 nm, violet 410 nm). Astuce et méthode clé Spectre d'émission de raies = raies colorées brillantes sur fond noir. C'est la signature exclusive des gaz chauds excités sous faible pression. Piège classique à éviter Croire que la couleur seule suffit à identifier un gaz : le sodium (589 nm) et le néon (raie à 585 nm) donnent tous deux une lumière jaune-orangé. Seule la mesure des longueurs d'onde de toutes les raies permet de conclure.

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