Elektronen zijn de negatief geladen deeltjes van het atoom. Elektronen cirkelen rond de kern, die de protonen en neutronen bevat, op verschillende afstanden die schillen worden genoemd. Elk element heeft een bepaald aantal elektronen en schillen. Onder bepaalde omstandigheden kan een elektron van de ene schil naar de andere gaan of zelfs uit het element worden verdreven. Er zijn twee manieren waarop een elektron voldoende kan worden geëxciteerd om naar een hogere schil en een hogere energietoestand te gaan.
Absorptie van fotonen
Het elektron van een element kan een lichtfoton absorberen om een hogere energietoestand binnen te gaan. De golflengte van het foton moet echter een specifieke golflengte van elk atoom zijn. Elk atoom wanneer het in de spectroscoop wordt geplaatst, produceert verschillende combinaties van kleuren. De elementen accepteren en zenden alleen licht uit van bepaalde golflengten. Als de golflengte te veel of te weinig energie heeft voor het element, wordt deze niet geaccepteerd. Als het elektron eenmaal in de aangeslagen toestand is, om naar de lagere toestand te komen, zendt het dezelfde kleurfrequentiefoton uit om energie vrij te maken.
botsingen
Wanneer elementen botsen, kunnen elektronen van lage energietoestanden naar hogere toestanden worden gebracht. Dit gebeurt omdat een deel van de kinetische energie tussen de twee botsende atomen wordt overgebracht naar het elektron. Bij zeer snelle botsingen kan een elektron worden losgeslagen van zijn moederatoom. Dit wordt botsingsionisatie genoemd. Het elektron kan dan door andere atomen worden opgenomen. Ionische bindingen, die ontstaan wanneer elektronen van het ene element naar het andere worden overgedragen, komen op de manier voor.
Botsingsvariabelen
Niet alle botsingen zullen resulteren in de excitatie van elektronen. De kinetische energie, of de bewegingsenergie, moet een bepaalde drempel kunnen overschrijden om het elektron te exciteren. Temperatuur is een manier om meer energie en meer botsingen te leveren om atomen te exciteren. Bij lage temperaturen bewegen elementen langzaam en bevatten ze niet voldoende energie om elektronen op te wekken of tot chemische reacties te leiden. Hogere temperaturen geven meer energie aan het atoom en verhogen de kinetische energie van het atoom en resulterende botsingen.
Belang
Twee belangrijke feiten worden bepaald aan de hand van elektronen in aangeslagen toestand. Een daarvan is dat de chemische samenstelling van materialen kan worden bepaald door de lichtspectra te onderzoeken die worden afgegeven wanneer ze door een prisma worden geleid. De andere is dat scheikundigen met behulp van deze lichtspectra in staat zijn om elektronenschilniveaus en subniveaus van het atoom te bepalen door de golflengten van het licht dat door elk element wordt geproduceerd te onderzoeken.