Elektroner er de negativt ladede partiklene i atomet. Elektroner sirkler rundt kjernen, som inneholder protonene og nøytronene, på forskjellige avstander som kalles skjell. Hvert element har et visst antall elektroner og skall. Under visse omstendigheter kan et elektron bevege seg fra ett skall til et annet, eller til og med bli utvist fra elementet. Det er to måter et elektron kan være begeistret nok til å bevege seg til et høyere skall og høyere energitilstand.
Absorpsjon av fotoner
Et elementets elektron kan absorbere et lys foton for å komme inn i en høyere energitilstand. Imidlertid må bølgelengden til fotonet være en spesifikk bølgelengde fra hvert atom. Når hvert atom plasseres i spektroskop, produseres forskjellige fargekombinasjoner. Elementene aksepterer og avgir bare lys med visse bølgelengder. Hvis bølgelengden har for mye eller for lite energi for elementet, vil den ikke aksepteres. Når elektronet er i eksitert tilstand, for at det skal komme ned til lavere tilstand, sender det ut samme fargefrekvensfoton for å frigjøre energi.
Kollisjoner
Når elementer kolliderer kan elektroner tas fra lave energitilstander til høyere tilstander. Dette skjer fordi noe av den kinetiske energien mellom de to kolliderende atomene overføres til elektronet. Kommer veldig raske kollisjoner, kan et elektron bli slått fritt fra dets hovedatom. Dette kalles kollisjonsionisering. Elektronen er da i stand til å bli absorbert av andre atomer. Joniske bindinger, som dannes når elektroner overføres fra ett element til et annet, forekommer på den måten.
Kollisjonsvariabler
Ikke alle kollisjoner vil føre til eksitasjon av elektroner. Den kinetiske energien, eller bevegelsesenergien, må være i stand til å overvinne en viss terskel for å begeistre elektronet. Temperatur er en måte å gi mer energi og flere kollisjoner for å stimulere atomer. Ved lave temperaturer beveger elementene seg sakte og inneholder ikke tilstrekkelig energi til å stimulere elektroner eller føre til kjemiske reaksjoner. Høyere temperaturer gir atom mer energi og øker kinetisk energi til atom og resulterende kollisjoner.
Betydning
To viktige fakta bestemmes fra elektroner i en opphisset tilstand. Den ene er at den kjemiske sammensetningen av materialer kan bestemmes ved å undersøke lysspektrene som avgis når de føres gjennom et prisme. Den andre er at bruk av denne lysspektra kjemikere er i stand til å bestemme elektronskallnivåer og undernivåer av atomet ved å undersøke bølgelengdene til lys produsert av hvert element.