Електрони - це негативно заряджені частинки атома. Електрони обводять ядро, що містить протони та нейтрони, на різній відстані, що називається оболонками. Кожен елемент має певну кількість електронів і оболонок. За певних обставин електрон може переміщатися з однієї оболонки в іншу або навіть бути вигнаним з елемента. Є два способи, за допомогою яких електрон може збуджуватися досить, щоб перейти до вищої оболонки та вищого енергетичного стану.
Поглинання фотонів
Електрон елемента може поглинати світловий фотон, щоб перейти у вищий енергетичний стан. Однак довжина хвилі фотона повинна бути певною довжиною хвилі від кожного атома. При розміщенні в спектроскопі кожен атом виробляє різні комбінації кольорів. Елементи приймають і випромінюють світло лише певної довжини хвилі. Якщо довжина хвилі має занадто багато або занадто мало енергії для елемента, вона не буде прийнята. Коли електрон перебуває у збудженому стані, щоб він опустився в нижній стан, він випускає ту саму кольорову частоту фотона для вивільнення енергії.
Зіткнення
Коли елементи стикаються, електрони можуть бути переведені з низьких станів енергії в вищі. Це відбувається тому, що частина кінетичної енергії між двома атомами, що стикаються, передається електрону. При дуже швидких зіткненнях електрон може бути вибитий з батьківського атома. Це називається іонізацією зіткнення. Електрон тоді здатний поглинатися іншими атомами. Іонічні зв’язки, які утворюються при перенесенні електронів з одного елемента в інший, відбуваються у такий спосіб.
Змінні зіткнень
Не всі зіткнення призведуть до збудження електронів. Кінетична енергія, або енергія руху, повинна мати можливість подолати певний поріг для збудження електрона. Температура - це спосіб забезпечити більше енергії та більше зіткнень для збудження атомів. При низьких температурах елементи рухаються повільно і не містять достатньої енергії, щоб збудити електрони або призвести до хімічних реакцій. Більш високі температури надають атому більше енергії та збільшують кінетичну енергію атома та наслідки зіткнень.
Важливість
Два важливі факти визначаються з електронів у збудженому стані. Одне з них полягає в тому, що хімічний склад матеріалів можна визначити, досліджуючи спектри світла, що виділяються при проходженні крізь призму. Інший полягає в тому, що за допомогою цього спектру світла хіміки можуть визначати рівні електронної оболонки та підрівні атома, досліджуючи довжини хвиль світла, що утворюються кожним елементом.