Os elétrons energizados precisam liberar energia para retornar ao seu estado estável. Quando esse lançamento acontece, ocorre na forma de luz. Portanto, os espectros de emissões atômicas representam os elétrons em um átomo retornando a níveis mais baixos de energia. Devido à natureza da física quântica, os elétrons podem absorver e emitir apenas energias específicas e discretas. Todo elemento possui um arranjo característico de orbitais e energias de elétrons que determina a cor das linhas de emissão.
O Mundo Quântico

Embora muitas das coisas que percebemos sejam ditadas pela mecânica clássica contínua, a atômica o mundo é ditado pela descontinuidade e pela probabilidade. Os elétrons em um átomo existem em níveis discretos de energia, sem meio termo. Se um elétron é excitado para um novo nível de energia, ele sobe instantaneamente para esse nível. Quando os elétrons retornam a níveis mais baixos de energia, eles liberam energia em pacotes quantizados. Você pode contrastar isso com um fogo que queima lentamente. Um fogo ardente emite energia continuamente à medida que esfria e acaba queimando. Por outro lado, um elétron emite toda a sua energia e salta para um nível de energia mais baixo sem passar por um estado de transição.
O que determina a cor das linhas em um espectro de emissão?

Energia de luz existe em pacotes chamados fótons. Os fótons têm energias diferentes que correspondem a diferentes comprimentos de onda. Portanto, a cor das linhas de emissão reflete a quantidade de energia liberada por um elétron. Essa energia muda dependendo da estrutura orbital do átomo e dos níveis de energia de seus elétrons. As energias mais altas correspondem aos comprimentos de onda no final azul mais curto do espectro de luz visível.
Linhas de Emissão e Absorção

Quando a luz passa através dos átomos, esses átomos podem absorver parte da energia da luz. Um espectro de absorção nos mostra qual comprimento de onda da luz foi absorvido por um gás específico. Um espectro de absorção parece um espectro contínuo, ou arco-íris, com algumas linhas pretas. Essas linhas pretas representam energias de fótons absorvidas pelos elétrons no gás. Quando vemos o espectro de emissão do gás correspondente, ele exibe o inverso; o espectro de emissão será preto em todos os lugares, exceto pelas energias de fótons que ele absorveu anteriormente.
O que determina o número de linhas?

Os espectros de emissão podem ter um grande número de linhas. O número de linhas não é igual ao número de elétrons em um átomo. Por exemplo, o hidrogênio tem um elétron, mas seu espectro de emissão mostra muitas linhas. Em vez disso, cada linha de emissão representa um salto diferente na energia que um elétron de um átomo poderia fazer. Quando expomos um gás a fótons de todos os comprimentos de onda, cada elétron no gás pode absorver um fóton com a energia exata para excitá-lo ao próximo nível de energia possível. Portanto, os fótons de um espectro de emissão representam uma variedade de níveis possíveis de energia.