Os elétrons são as partículas do átomo com carga negativa. Os elétrons circulam o núcleo, que contém os prótons e nêutrons, a várias distâncias chamadas de camadas. Cada elemento possui um certo número de elétrons e camadas. Sob certas circunstâncias, um elétron pode se mover de uma camada para outra, ou até mesmo ser expulso do elemento. Existem duas maneiras pelas quais um elétron pode ser excitado o suficiente para se mover para uma camada superior e um estado de energia superior.
Absorção de fótons
O elétron de um elemento pode absorver um fóton de luz para entrar em um estado de energia superior. No entanto, o comprimento de onda do fóton deve ser um comprimento de onda específico de cada átomo. Cada átomo quando colocado no espectroscópio produz diferentes combinações de cores. Os elementos apenas aceitam e emitem luz de certos comprimentos de onda. Se o comprimento de onda tiver muita ou pouca energia para o elemento, ele não será aceito. Uma vez que o elétron está no estado excitado, para descer ao estado inferior, ele emite o mesmo fóton de frequência de cor para liberar energia.
Colisões
Quando os elementos colidem, os elétrons podem ser levados de estados de baixa energia para estados superiores. Isso ocorre porque parte da energia cinética entre os dois átomos em colisão é transferida para o elétron. Em colisões muito rápidas, um elétron pode ser liberado de seu átomo-pai. Isso é chamado de ionização por colisão. O elétron é então capaz de ser absorvido por outros átomos. As ligações iônicas, que se formam quando os elétrons são transferidos de um elemento para outro, ocorrem da mesma forma.
Variáveis de colisões
Nem todas as colisões resultarão na excitação de elétrons. A energia cinética, ou a energia do movimento, deve ser capaz de superar um certo limite para excitar o elétron. A temperatura é uma forma de fornecer mais energia e mais colisões para excitar os átomos. Em baixas temperaturas, os elementos se movem lentamente e não contêm energia suficiente para excitar elétrons ou resultar em reações químicas. Temperaturas mais altas transmitem mais energia ao átomo e aumentam a energia cinética do átomo e as colisões resultantes.
Importância
Dois fatos importantes são determinados a partir dos elétrons em um estado excitado. Uma é que a composição química dos materiais pode ser determinada examinando os espectros de luz emitidos quando passados por um prisma. A outra é que, usando esse espectro de luz, os químicos são capazes de determinar os níveis e subníveis da camada de elétrons do átomo examinando os comprimentos de onda da luz produzida por cada elemento.