Uma descoberta surpriendente pela Química Experimental foi o fato de que cada elemento, se posto sob forma gasosa e atravessado por descargas elétricas, emite luz com cores extremamente bem definidas e características. Essa descoberta foi feita, entre outros, por Bunsen e por Kirchoff. Como para cada cor "física" temos um único comprimento de onda, surgiu a ciência chamada Espectroscopia que tabelava esses comprimentos de onda, verdadeiras assinaturas dos elementos presentes no gás. (A expressão cor "física" é para diferenciar da cor "fisiológica", associada à sensaçao humana da visão.) Para separar a luz segundo os seus comprimentos de onda, ela passava por uma fenda estreita e era projetada numa tela, mas entre a fenda e a tela atravessava um prisma ou algum outro meio dispersor como uma rede de difração, que separava o raio luminoso inicial em vários raios. Apareciam várias linhas coloridas, cada uma com um comprimento de onda definido. Para classificar essas linhas, de origem totalmente ignorada no século passado, foram dados alguns nomes como "sharp", "principal", "diffuse" e "fundamental", palavras inglesas para "fino", "principal", "difuso" e "fundamental", abreviadas para "s", "p", "d" e "f". Essas propriedades óticas revelavam que as "linhas" luminosas de cada elemento não obedeciam a periodicidade alguma, ou seja elementos pertencendo a um grupo com propriedades químicas muito similares apresentavam conjuntos de linhas (chamado "espectro") totalmente diferente. A emissão de luz indicava a existência de partículas carregadas dentro do átomo, pois James Maxwell provara no fim do século passado ser a luz um fenômeno eletromagnético produzido por corpos carregados eletricamente e submetidos a uma aceleração. Verificou-se também que, além da espectroscopia de emissão, podia ser feita a de absorção que lhe era complementar (uma luz branca atravessava o vapor com a substância) e se via que comprimentos de onda faltavam na luz transmitida.