אלקטרונים הם החלקיקים הטעונים שלילית של האטום. אלקטרונים מקיפים את הגרעין, המכיל את הפרוטונים והנייטרונים, במרחקים שונים הנקראים קליפות. לכל אלמנט יש מספר מסוים של אלקטרונים וקונכיות. בנסיבות מסוימות, אלקטרון עשוי לנוע מקליפה אחת לאחרת, או אפילו להיות מגורש מהיסוד. ישנן שתי דרכים בהן אלקטרון יכול להתרגש מספיק כדי לעבור למעטפת גבוהה יותר ומצב אנרגיה גבוה יותר.
קליטת פוטונים
אלקטרון של אלמנט יכול לספוג פוטון אור כדי להיכנס למצב אנרגיה גבוה יותר. עם זאת, אורך הגל של הפוטון חייב להיות אורך גל ספציפי מכל אטום. כל אטום כאשר הוא ממוקם בספקטרוסקופ מייצר שילובי צבעים שונים. היסודות מקבלים ופולטים רק אור באורכי גל מסוימים. אם באורך הגל יש יותר מדי או מעט מדי אנרגיה עבור היסוד, הוא לא יתקבל. ברגע שהאלקטרון נמצא במצב נרגש, כדי שירד למצב התחתון, הוא פולט את אותו פוטון תדר הצבע כדי לשחרר אנרגיה.
התנגשויות
כאשר אלמנטים מתנגשים ניתן לקחת אלקטרונים ממצבי אנרגיה נמוכים למצבים גבוהים יותר. זה קורה מכיוון שחלק מהאנרגיה הקינטית בין שני האטומים המתנגשים מועברת לאלקטרון. בבואם התנגשויות מהירות מאוד אלקטרון עשוי להיות דופק חופשי מאטום האם שלו. זה נקרא יינון התנגשות. האלקטרון מסוגל להיקלט באטומים אחרים. קשרים יוניים, הנוצרים כאשר אלקטרונים מועברים מאלמנט אחד לאחר, מתרחשים באופן.
משתני התנגשויות
לא כל התנגשויות יביאו לעירור אלקטרונים. האנרגיה הקינטית, או אנרגיית התנועה, חייבת להיות מסוגלת להתגבר על סף מסוים כדי לרגש את האלקטרון. טמפרטורה היא דרך לספק יותר אנרגיה ויותר התנגשויות כדי לרגש אטומים. בטמפרטורות נמוכות אלמנטים נעים לאט ואינם מכילים אנרגיה מספקת לרגש אלקטרונים או לגרום לתגובות כימיות. טמפרטורות גבוהות יותר מעניקות יותר אנרגיה לאטום ומגדילות את האנרגיה הקינטית של האטום והתנגשויות כתוצאה מכך.
חֲשִׁיבוּת
שתי עובדות חשובות נקבעות על ידי אלקטרונים במצב נרגש. האחת היא שניתן לקבוע את ההרכב הכימי של החומרים על ידי בחינת ספקטרום האור הניתן כאשר הוא מועבר דרך מנסרה. השני הוא ששימוש בכימיקלי ספקטרום אור זה מסוגל לקבוע את רמות מעטפת האלקטרונים ואת רמת המשנה של האטום על ידי בחינת אורכי הגל של האור המופק על ידי כל יסוד.