Електрони су негативно наелектрисане честице атома. Електрони круже језгром, у којем се налазе протони и неутрони, на различитим растојањима која се називају шкољке. Сваки елемент има одређени број електрона и шкољки. Под одређеним околностима, електрон се може премештати из једне љуске у другу, или чак бити избачен из елемента. Постоје два начина на која се електрон може довољно побудити да пређе у вишу љуску и у више енергетско стање.
Апсорпција фотона
Електрон елемента може да упије светлосни фотон да уђе у више енергетско стање. Међутим, таласна дужина фотона мора бити одређена таласна дужина сваког атома. Сваки атом када се стави у спектроскоп ствара различите комбинације боја. Елементи прихватају и емитују светлост само одређених таласних дужина. Ако таласна дужина има превише или премало енергије за елемент, то неће бити прихваћено. Једном када је електрон у побуђеном стању, да би се спустио у ниже стање, емитује исту фреквенцију фотона у боји да би ослободио енергију.
Судари
Када се елементи сударе, електрони се могу превести из ниског стања енергије у више стање. То се догађа зато што се део кинетичке енергије између два сударајућа атома преноси у електрон. У врло брзим сударима електрон се може ослободити матичног атома. То се назива јонизација судара. Електрон је тада у стању да га апсорбују други атоми. Јонске везе, које настају када се електрони преносе са једног елемента на други, настају на тај начин.
Променљиве колизије
Неће сви судари резултирати побуђивањем електрона. Кинетичка енергија или енергија кретања мора да буде у стању да превазиђе одређени праг да побуди електрон. Температура је начин да се обезбеди више енергије и више судара за побуђивање атома. На ниским температурама елементи се споро крећу и не садрже довољно енергије да побуде електроне или резултирају хемијским реакцијама. Више температуре дају атому више енергије и повећавају кинетичку енергију атома и последичне сударе.
Значај
Из електрона у побуђеном стању утврђују се две важне чињенице. Једна је да се хемијски састав материјала може одредити испитивањем светлосних спектра који се дају при проласку кроз призму. Друга је да су помоћу овог спектра светлости хемичари способни да одреде нивое електронске љуске и поднивое атома испитивањем таласних дужина светлости коју производи сваки елемент.