Elektroni su negativno nabijene čestice atoma. Elektroni kruže oko jezgre koja sadrži protone i neutrone na različitim udaljenostima koje se nazivaju ljuske. Svaki element ima određeni broj elektrona i ljuski. Pod određenim okolnostima, elektron se može premjestiti iz jedne ljuske u drugu ili čak izbaciti iz elementa. Postoje dva načina na koja se elektron može pobuditi dovoljno da prijeđe u višu ljusku i u više energetsko stanje.
Apsorpcija fotona
Elektron elementa može apsorbirati svjetlosni foton da uđe u više energetsko stanje. Međutim, valna duljina fotona mora biti određena valna duljina svakog atoma. Svaki atom kad se stavi u spektroskop stvara različite kombinacije boja. Elementi prihvaćaju i emitiraju svjetlost samo određenih valnih duljina. Ako valna duljina ima previše ili premalo energije za element, neće se prihvatiti. Jednom kad je elektron u pobuđenom stanju, da bi se spustio u niže stanje, emitira istu frekvenciju fotona u boji da bi oslobodio energiju.
Sudari
Kada se elementi sudare, elektroni se mogu prenijeti iz niskog stanja energije u više stanje. To se događa zato što se dio kinetičke energije između dva sudarajuća atoma prenosi u elektron. U vrlo brzim sudarima elektron se može osloboditi matičnog atoma. To se naziva kolizijska ionizacija. Elektron tada mogu apsorbirati drugi atomi. Jonske veze, koje nastaju kada se elektroni prenose s jednog elementa na drugi, pojavljuju se na taj način.
Varijable sudara
Neće svi sudari rezultirati pobuđivanjem elektrona. Kinetička energija ili energija kretanja mora biti u stanju svladati određeni prag da pobudi elektron. Temperatura je način da se osigura više energije i više sudara za pobuđivanje atoma. Na niskim temperaturama elementi se sporo kreću i ne sadrže dovoljno energije da pobude elektrone ili rezultiraju kemijskim reakcijama. Više temperature daju atomu više energije i povećavaju kinetičku energiju atoma i posljedice sudara.
Važnost
Dvije važne činjenice utvrđuju se iz elektrona u pobuđenom stanju. Jedno je da se kemijski sastav materijala može odrediti ispitivanjem svjetlosnih spektra koji se daju prolazeći kroz prizmu. Druga je da kemičari pomoću ovog svjetlosnog spektra mogu odrediti razinu elektronske ljuske i podrazine atoma ispitivanjem valnih duljina svjetlosti koje stvara svaki element.