Elektronen sind die negativ geladenen Teilchen des Atoms. Elektronen umkreisen den Kern, der die Protonen und Neutronen enthält, in verschiedenen Abständen, die als Schalen bezeichnet werden. Jedes Element hat eine bestimmte Anzahl von Elektronen und Schalen. Unter Umständen kann ein Elektron von einer Schale in eine andere wandern oder sogar aus dem Element ausgestoßen werden. Es gibt zwei Möglichkeiten, wie ein Elektron ausreichend angeregt werden kann, um sich in eine höhere Schale und einen höheren Energiezustand zu bewegen.
Absorption von Photonen
Das Elektron eines Elements kann ein Lichtphoton absorbieren, um in einen höheren Energiezustand einzutreten. Die Wellenlänge des Photons muss jedoch eine bestimmte Wellenlänge von jedem Atom sein. Jedes Atom, wenn es im Spektroskop platziert wird, erzeugt verschiedene Farbkombinationen. Die Elemente nehmen nur Licht bestimmter Wellenlängen auf und emittieren es. Wenn die Wellenlänge für das Element zu viel oder zu wenig Energie hat, wird sie nicht akzeptiert. Sobald sich das Elektron im angeregten Zustand befindet, emittiert es, um in den niedrigeren Zustand zu gelangen, ein Photon derselben Farbfrequenz, um Energie freizusetzen.
Kollisionen
Wenn Elemente kollidieren, können Elektronen von niedrigen Energiezuständen in höhere Zustände gebracht werden. Dies geschieht, weil ein Teil der kinetischen Energie zwischen den beiden kollidierenden Atomen auf das Elektron übertragen wird. Bei sehr schnellen Kollisionen kann ein Elektron von seinem Mutteratom freigeschlagen werden. Dies wird Stoßionisation genannt. Das Elektron kann dann von anderen Atomen absorbiert werden. Auf diese Weise treten Ionenbindungen auf, die entstehen, wenn Elektronen von einem Element auf ein anderes übertragen werden.
Kollisionsvariablen
Nicht alle Kollisionen führen zur Anregung von Elektronen. Die kinetische Energie oder die Bewegungsenergie muss in der Lage sein, eine bestimmte Schwelle zu überwinden, um das Elektron anzuregen. Die Temperatur ist ein Weg, um mehr Energie und mehr Kollisionen bereitzustellen, um Atome anzuregen. Bei niedrigen Temperaturen bewegen sich Elemente langsam und enthalten nicht genügend Energie, um Elektronen anzuregen oder zu chemischen Reaktionen zu führen. Höhere Temperaturen verleihen dem Atom mehr Energie und erhöhen die kinetische Energie des Atoms und die daraus resultierenden Kollisionen.
Bedeutung
Zwei wichtige Tatsachen werden von Elektronen in einem angeregten Zustand bestimmt. Zum einen lässt sich die chemische Zusammensetzung von Materialien bestimmen, indem man die Lichtspektren untersucht, die beim Durchgang durch ein Prisma abgegeben werden. Die andere ist, dass Chemiker mit Hilfe dieser Lichtspektren in der Lage sind, Elektronenhüllenniveaus und -unterniveaus des Atoms zu bestimmen, indem sie die Wellenlängen des von jedem Element erzeugten Lichts untersuchen.