Электроны - это отрицательно заряженные частицы атома. Электроны окружают ядро, содержащее протоны и нейтроны, на разных расстояниях, называемых оболочками. Каждый элемент имеет определенное количество электронов и оболочек. При определенных обстоятельствах электрон может переходить из одной оболочки в другую или даже быть вытесненным из элемента. Есть два способа, которыми электрон может быть достаточно возбужден, чтобы перейти на более высокую оболочку и более высокое энергетическое состояние.
Поглощение фотонов
Электрон элемента может поглотить световой фотон, чтобы перейти в более высокое энергетическое состояние. Однако длина волны фотона должна быть определенной длиной волны от каждого атома. Каждый атом, помещенный в спектроскоп, дает разные комбинации цветов. Элементы принимают и излучают свет только определенной длины волны. Если длина волны имеет слишком много или слишком мало энергии для элемента, она не будет принята. Когда электрон находится в возбужденном состоянии, чтобы перейти в более низкое состояние, он излучает фотон той же цветовой частоты, чтобы высвободить энергию.
Столкновения
Когда элементы сталкиваются, электроны могут переходить из состояний с низкой энергией в состояния с более высокой энергией. Это происходит потому, что часть кинетической энергии между двумя сталкивающимися атомами передается электрону. В случае очень быстрых столкновений электрон может быть выбит из своего родительского атома. Это называется столкновительной ионизацией. Затем электрон может поглощаться другими атомами. Ионные связи, которые образуются, когда электроны переносятся от одного элемента к другому, возникают в моде.
Переменные коллизий
Не все столкновения приводят к возбуждению электронов. Кинетическая энергия или энергия движения должна быть в состоянии преодолеть определенный порог для возбуждения электрона. Температура - это способ обеспечить больше энергии и больше столкновений для возбуждения атомов. При низких температурах элементы движутся медленно и не содержат достаточной энергии, чтобы возбуждать электроны или вызывать химические реакции. Более высокие температуры передают больше энергии атому и увеличивают кинетическую энергию атома и возникающие в результате столкновения.
Важность
Два важных факта можно установить по электронам в возбужденном состоянии. Во-первых, химический состав материалов может быть определен путем изучения световых спектров, испускаемых при прохождении через призму. Во-вторых, с помощью этого светового спектра химики могут определять уровни электронной оболочки и подуровни атома, исследуя длины волн света, производимого каждым элементом.