Elektróny sú negatívne nabité častice atómu. Elektróny krúžia okolo jadra, ktoré obsahuje protóny a neutróny, na rôzne vzdialenosti nazývané škrupiny. Každý prvok má určitý počet elektrónov a obalov. Za určitých okolností sa elektrón môže pohybovať z jednej škrupiny do druhej alebo môže byť dokonca z elementu vylúčený. Existujú dva spôsoby, ako môže byť elektrón dostatočne vzrušený na to, aby prešiel do vyššieho plášťa a do stavu vyššej energie.
Absorpcia fotónov
Elektrón prvku môže absorbovať svetelný fotón a dostať sa do stavu vyššej energie. Vlnová dĺžka fotónu však musí byť konkrétna vlnová dĺžka od každého atómu. Každý atóm, ktorý sa umiestni do spektroskopu, produkuje rôzne kombinácie farieb. Prvky prijímajú a vyžarujú iba svetlo určitých vlnových dĺžok. Ak má vlnová dĺžka pre prvok príliš veľa alebo príliš málo energie, nebude akceptovaná. Akonáhle je elektrón v excitovanom stave, aby zostúpil do nižšieho stavu, emituje rovnaký fotón s farebnou frekvenciou na uvoľnenie energie.
Zrážky
Keď sa prvky zrazia, elektróny sa dajú previesť z nízkych stavov energie do vyšších stavov. K tomu dochádza, pretože časť kinetickej energie medzi dvoma zrážajúcimi sa atómami sa prenáša do elektrónu. Pri veľmi rýchlych zrážkach môže byť elektrón vyradený z materského atómu. Toto sa nazýva kolízna ionizácia. Elektrón je potom schopný absorbovať sa inými atómami. Iónové väzby, ktoré vznikajú pri prenose elektrónov z jedného prvku do druhého, sa vyskytujú v móde.
Kolízne premenné
Nie všetky zrážky budú mať za následok excitáciu elektrónov. Kinetická energia alebo energia pohybu musí byť schopná prekonať určitý prah excitácie elektrónu. Teplota je spôsob, ako poskytnúť viac energie a viac kolízií na excitáciu atómov. Pri nízkych teplotách sa prvky pohybujú pomaly a neobsahujú dostatok energie na excitáciu elektrónov alebo na chemické reakcie. Vyššie teploty dodávajú atómu viac energie a zvyšujú kinetickú energiu atómu a výsledné kolízie.
Dôležitosť
Z elektrónov v excitovanom stave sa určujú dva dôležité fakty. Jedným z nich je, že chemické zloženie materiálov možno určiť skúmaním svetelných spektier vydávaných pri prechode cez hranol. Druhou je to, že pomocou tohto svetelného spektra sú chemici schopní určiť úrovne elektrónovej vrstvy a podúrovne atómu skúmaním vlnových dĺžok svetla produkovaného každým prvkom.