Elektrony jsou záporně nabité částice atomu. Elektrony obíhají jádro, které obsahuje protony a neutrony, na různé vzdálenosti nazývané skořápky. Každý prvek má určitý počet elektronů a skořápek. Za určitých okolností se elektron může pohybovat z jedné skořápky do druhé, nebo může být dokonce vyloučen z prvku. Existují dva způsoby, jak lze elektron dostatečně vzrušit, aby se přesunul do vyšší skořápky a do stavu vyšší energie.
Absorpce fotonů
Elektron elektronu prvku může absorbovat světelný foton a vstoupit do stavu vyšší energie. Vlnová délka fotonu však musí být specifická vlnová délka od každého atomu. Každý atom, když je umístěn ve spektroskopu, produkuje různé kombinace barev. Prvky přijímají a vyzařují světlo pouze určitých vlnových délek. Pokud má vlnová délka pro prvek příliš mnoho nebo příliš málo energie, nebude přijata. Jakmile je elektron v excitovaném stavu, aby mohl sestoupit do nižšího stavu, vydává stejný fotonový barevný foton, aby uvolnil energii.
Srážky
Když se prvky srazí, mohou být elektrony přeneseny z nízkých stavů energie do vyšších stavů. K tomu dochází, protože část kinetické energie mezi dvěma srážejícími se atomy se přenáší do elektronu. Při velmi rychlých srážkách může být elektron vyřazen z mateřského atomu. Toto se nazývá kolizní ionizace. Elektron je poté schopen být absorbován jinými atomy. Iontové vazby, které se tvoří při přenosu elektronů z jednoho prvku na druhý, se vyskytují módně.
Proměnné kolize
Ne všechny srážky budou mít za následek buzení elektronů. Kinetická energie nebo energie pohybu musí být schopna překonat určitou prahovou hodnotu pro excitaci elektronu. Teplota je způsob, jak zajistit více energie a více kolizí k excitaci atomů. Při nízkých teplotách se prvky pohybují pomalu a neobsahují dostatek energie k excitaci elektronů nebo k chemickým reakcím. Vyšší teploty dodávají atomu více energie a zvyšují kinetickou energii atomu a výsledné srážky.
Důležitost
Z elektronů v excitovaném stavu jsou určeny dvě důležité skutečnosti. Jedním z nich je, že chemické složení materiálů lze určit zkoumáním světelných spekter vydávaných při průchodu hranolem. Druhou je, že pomocí tohoto světelného spektra jsou chemici schopni určit hladiny elektronové skořápky a podúrovně atomu zkoumáním vlnových délek světla produkovaného každým prvkem.