อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่มีประจุลบของอะตอม อิเล็กตรอนหมุนรอบนิวเคลียสซึ่งประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนในระยะทางต่างๆ ที่เรียกว่าเปลือกหอย แต่ละองค์ประกอบมีจำนวนอิเล็กตรอนและเปลือกจำนวนหนึ่ง ในบางกรณี อิเล็กตรอนอาจเคลื่อนที่จากเปลือกหนึ่งไปยังอีกเปลือกหนึ่ง หรือแม้แต่ถูกขับออกจากองค์ประกอบ มีสองวิธีที่อิเล็กตรอนสามารถตื่นเต้นมากพอที่จะเคลื่อนที่ไปยังเปลือกที่สูงขึ้นและสถานะพลังงานที่สูงขึ้น
การดูดซึมโฟตอน
อิเล็กตรอนของธาตุสามารถดูดซับโฟตอนแสงเพื่อเข้าสู่สถานะพลังงานที่สูงขึ้นได้ อย่างไรก็ตาม ความยาวคลื่นของโฟตอนจะต้องมีความยาวคลื่นเฉพาะจากแต่ละอะตอม แต่ละอะตอมเมื่อวางในสเปกโตรสโคปจะทำให้เกิดสีที่ต่างกัน องค์ประกอบยอมรับและปล่อยแสงที่มีความยาวคลื่นบางช่วงเท่านั้น หากความยาวคลื่นมีพลังงานมากเกินไปหรือน้อยเกินไปสำหรับองค์ประกอบ จะไม่เป็นที่ยอมรับ เมื่ออิเล็กตรอนอยู่ในสถานะตื่นเต้น เมื่อมันลงมาสู่สถานะที่ต่ำกว่า มันจะปล่อยโฟตอนความถี่สีเดียวกันเพื่อปลดปล่อยพลังงาน
การชนกัน
เมื่อองค์ประกอบชนกันอิเล็กตรอนสามารถนำจากสถานะพลังงานต่ำไปยังสถานะที่สูงขึ้นได้ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานจลน์ระหว่างอะตอมที่ชนกันทั้งสองถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กตรอน การชนกันอย่างรวดเร็วในครั้งต่อไป อิเล็กตรอนอาจถูกทำให้หลุดออกจากอะตอมของต้นกำเนิด สิ่งนี้เรียกว่าการชนกันไอออไนซ์ อิเล็กตรอนจะถูกดูดกลืนโดยอะตอมอื่น พันธะไอออนิก ซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนถูกถ่ายโอนจากองค์ประกอบหนึ่งไปยังอีกองค์ประกอบหนึ่ง เกิดขึ้นในลักษณะนี้
ตัวแปรการชนกัน
ไม่ใช่การชนกันทั้งหมดจะส่งผลให้เกิดการกระตุ้นของอิเล็กตรอน พลังงานจลน์หรือพลังงานของการเคลื่อนไหวจะต้องสามารถเอาชนะธรณีประตูบางอย่างเพื่อกระตุ้นอิเล็กตรอนได้ อุณหภูมิเป็นวิธีการให้พลังงานและการชนกันมากขึ้นเพื่อกระตุ้นอะตอม ที่อุณหภูมิต่ำ ธาตุจะเคลื่อนที่อย่างช้าๆ และไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะกระตุ้นอิเล็กตรอนหรือทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะให้พลังงานแก่อะตอมมากขึ้น และเพิ่มพลังงานจลน์ของอะตอมและทำให้เกิดการชนกัน
ความสำคัญ
ข้อเท็จจริงสำคัญสองประการถูกกำหนดจากอิเล็กตรอนในสถานะตื่นเต้น หนึ่งคือองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุสามารถกำหนดได้โดยการตรวจสอบสเปกตรัมแสงที่ปล่อยออกมาเมื่อผ่านปริซึม อีกประการหนึ่งคือการใช้นักเคมีสเปกตรัมแสงนี้สามารถกำหนดระดับเปลือกอิเล็กตรอนและระดับย่อยของอะตอมได้โดยการตรวจสอบความยาวคลื่นของแสงที่เกิดจากแต่ละองค์ประกอบ