Los electrones son las partículas cargadas negativamente del átomo. Los electrones rodean el núcleo, que contiene los protones y neutrones, a varias distancias llamadas capas. Cada elemento tiene una cierta cantidad de electrones y capas. En determinadas circunstancias, un electrón puede moverse de una capa a otra, o incluso ser expulsado del elemento. Hay dos formas en las que un electrón puede excitarse lo suficiente como para pasar a una capa superior y un estado de mayor energía.
Absorción de fotones
El electrón de un elemento puede absorber un fotón de luz para entrar en un estado de mayor energía. Sin embargo, la longitud de onda del fotón debe ser una longitud de onda específica de cada átomo. Cada átomo cuando se coloca en el espectroscopio produce diferentes combinaciones de colores. Los elementos solo aceptan y emiten luz de ciertas longitudes de onda. Si la longitud de onda tiene demasiada o muy poca energía para el elemento, no será aceptada. Una vez que el electrón está en el estado excitado, para que baje al estado inferior, emite el mismo fotón de frecuencia de color para liberar energía.
Colisiones
Cuando los elementos chocan, los electrones pueden pasar de estados bajos de energía a estados superiores. Esto ocurre porque parte de la energía cinética entre los dos átomos en colisión se transfiere al electrón. En caso de colisiones muy rápidas, un electrón puede liberarse de su átomo original. Esto se llama ionización por colisión. Entonces, el electrón puede ser absorbido por otros átomos. Los enlaces iónicos, que se forman cuando los electrones se transfieren de un elemento a otro, ocurren de la manera.
Variables de colisiones
No todas las colisiones resultarán en la excitación de electrones. La energía cinética, o la energía del movimiento, debe poder superar un cierto umbral para excitar el electrón. La temperatura es una forma de proporcionar más energía y más colisiones para excitar los átomos. A bajas temperaturas, los elementos se mueven lentamente y no contienen suficiente energía para excitar electrones o provocar reacciones químicas. Las temperaturas más altas imparten más energía al átomo y aumentan la energía cinética del átomo y las colisiones resultantes.
Importancia
Se determinan dos hechos importantes a partir de electrones en estado excitado. Una es que la composición química de los materiales se puede determinar examinando los espectros de luz emitidos al pasar a través de un prisma. La otra es que utilizando este espectro de luz, los químicos pueden determinar los niveles y subniveles de la capa de electrones del átomo examinando las longitudes de onda de la luz producida por cada elemento.