Elektronai yra neigiamai įkrautos atomo dalelės. Elektronai apeina branduolį, kuriame yra protonai ir neutronai, įvairiais atstumais, vadinamais apvalkalais. Kiekvienas elementas turi tam tikrą skaičių elektronų ir apvalkalų. Tam tikromis aplinkybėmis elektronas gali pereiti iš vieno apvalkalo į kitą arba netgi būti pašalintas iš elemento. Yra du būdai, kuriais elektroną galima sužadinti, kad jis pereitų į aukštesnį apvalkalą ir aukštesnę energijos būseną.
Fotonų absorbcija
Elemento elektronas gali sugerti šviesos fotoną, kad patektų į aukštesnės energijos būseną. Tačiau fotono bangos ilgis turi būti konkretus kiekvieno atomo bangos ilgis. Kiekvienas atomas, įdėtas į spektroskopą, gamina skirtingus spalvų derinius. Elementai priima ir skleidžia tik tam tikro bangos ilgio šviesą. Jei bangos ilgis turi per daug arba per mažai energijos elementui, jis nebus priimtas. Elektronui būnant sužadintoje būsenoje, jis nusileidžia į žemesnę būseną, jis išskiria tą patį spalvų dažnio fotoną, kad išlaisvintų energiją.
Susidūrimai
Kai elementai susiduria, elektronai gali būti paimti iš žemos energijos būsenos į aukštesnes būsenas. Taip atsitinka todėl, kad dalis kinetinės energijos tarp dviejų susiduriančių atomų perkeliama į elektroną. Labai greitai susidūrus, elektronas gali būti atmuštas nuo pirminio atomo. Tai vadinama susidūrimo jonizacija. Tada elektroną sugeba absorbuoti kiti atomai. Joninės jungtys, kurios susidaro, kai elektronai perkeliami iš vieno elemento į kitą, atsiranda madingai.
Susidūrimų kintamieji
Ne visi susidūrimai sukels elektronus. Kinetinė energija arba judėjimo energija turi sugebėti įveikti tam tikrą slenkstį, kad sužadintų elektroną. Temperatūra yra būdas suteikti daugiau energijos ir daugiau susidūrimų, kad sužadintų atomus. Žemoje temperatūroje elementai juda lėtai ir neturi pakankamai energijos, kad sužadintų elektronus ar sukeltų chemines reakcijas. Aukštesnė temperatūra suteikia atomui daugiau energijos ir padidina atomo kinetinę energiją bei susidūrimus.
Svarba
Iš sužadintos būsenos elektronų nustatomi du svarbūs faktai. Viena iš jų yra ta, kad cheminę medžiagų sudėtį galima nustatyti ištyrus šviesos spektrus, kurie skleidžiami per prizmę. Kitas dalykas yra tai, kad naudodamiesi šia šviesos spektru chemikai gali nustatyti elektronų apvalkalo lygius ir atomo pakopas, nagrinėdami kiekvieno elemento gaminamos šviesos bangos ilgius.