Elektronid on aatomi negatiivselt laetud osakesed. Elektronid ringlevad tuuma, mis sisaldab prootoneid ja neutroneid, erinevatel kaugustel, mida nimetatakse kestadeks. Igal elemendil on kindel arv elektrone ja kestasid. Teatud tingimustel võib elektron liikuda ühest kestast teise või isegi elemendist välja tõrjuda. On kaks võimalust, kuidas elektroni saab piisavalt ergastada, et liikuda kõrgemasse kesta ja kõrgema energia olekusse.
Footonite neeldumine
Elemendi elektron võib absorbeerida valgus footoni suurema energia olekusse sisenemiseks. Kuid footoni lainepikkus peab olema konkreetne lainepikkus igast aatomist. Iga spektroskoopi asetatud aatom tekitab erinevaid värvikombinatsioone. Elemendid aktsepteerivad ja kiirgavad ainult teatud lainepikkustega valgust. Kui lainepikkusel on elemendi jaoks liiga palju või liiga vähe energiat, ei aktsepteerita seda. Kui elektron on ergastatud olekus, laseb ta madalamale olekusse langemiseks energia vabastamiseks sama värvi sagedusega footoni.
Kokkupõrked
Elementide kokkupõrkel saab elektrone viia madalast energiast kõrgematesse olekutesse. See juhtub seetõttu, et osa kahe põrkuva aatomi vahelisest kineetilisest energiast kandub elektronile. Väga kiiretes kokkupõrgetes võib elektroni oma aatomist vabaks lüüa. Seda nimetatakse kokkupõrke ionisatsiooniks. Seejärel on elektron võimeline imenduma teistesse aatomitesse. Ioonisidemed, mis tekivad siis, kui elektronid kanduvad ühest elemendist teise, tekivad moes.
Kokkupõrked muutujad
Kõik kokkupõrked ei põhjusta elektronide ergastamist. Kineetiline energia ehk liikumisenergia peab elektroni ergastamiseks olema võimeline ületama teatud künnise. Temperatuur on viis pakkuda rohkem energiat ja rohkem kokkupõrkeid aatomite ergastamiseks. Madalatel temperatuuridel liiguvad elemendid aeglaselt ega sisalda piisavalt energiat elektronide ergastamiseks ega keemiliste reaktsioonide tulemuseks. Kõrgem temperatuur annab aatomile rohkem energiat ning suurendab aatomi kineetilist energiat ja sellest tulenevaid kokkupõrkeid.
Tähtsus
Erutatud olekus olevate elektronide põhjal määratakse kaks olulist fakti. Üks on see, et materjalide keemilist koostist saab määrata, uurides prisma läbimisel eralduvaid valgusspektreid. Teine on see, et selle valgusspektri abil suudavad keemikud määrata iga elemendi tekitatud valguse lainepikkusi uurides aatomi elektronkesta tasemeid ja alatasemeid.