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Elektronen sind die negativ geladenen Teilchen des Atoms. Elektronen umkreisen den Kern, der die Protonen und Neutronen enthält, in verschiedenen Abständen, die als Schalen bezeichnet werden. Jedes Element hat eine bestimmte Anzahl von Elektronen und Schalen. Unter bestimmten Umständen kann sich ein Elektron von einer Schale zur anderen bewegen oder sogar aus dem Element ausgestoßen werden. Es gibt zwei Möglichkeiten, wie ein Elektron angeregt werden kann, um sich zu einer höheren Schale und einem höheren Energiezustand zu bewegen.
Absorption von Photonen
Ein Elektronenelement kann ein Lichtphoton absorbieren, um in einen Zustand höherer Energie einzutreten. Die Wellenlänge des Photons muss jedoch eine bestimmte Wellenlänge von jedem Atom sein. Jedes Atom erzeugt beim Einsetzen in das Spektroskop unterschiedliche Farbkombinationen. Die Elemente akzeptieren und emittieren nur Licht bestimmter Wellenlängen. Wenn die Wellenlänge zu viel oder zu wenig Energie für das Element hat, wird sie nicht akzeptiert. Sobald sich das Elektron im angeregten Zustand befindet, sendet es dasselbe Farbfrequenzphoton aus, um Energie freizusetzen, damit es in den niedrigeren Zustand abfällt.
Kollisionen
Wenn Elemente kollidieren, können Elektronen aus niedrigen Energiezuständen in höhere Zustände gebracht werden. Dies geschieht, weil ein Teil der kinetischen Energie zwischen den beiden kollidierenden Atomen in das Elektron übertragen wird. Bei sehr schnellen Stößen kann ein Elektron von seinem Stammatom befreit werden. Dies wird als Kollisionsionisation bezeichnet. Das Elektron kann dann von anderen Atomen absorbiert werden. Auf diese Weise entstehen Ionenbindungen, die entstehen, wenn Elektronen von einem Element auf ein anderes übertragen werden.
Kollisionsvariablen
Nicht bei allen Stößen werden Elektronen angeregt. Die kinetische Energie oder die Bewegungsenergie muss in der Lage sein, eine bestimmte Schwelle zu überwinden, um das Elektron anzuregen. Temperatur ist ein Weg, mehr Energie und Kollisionen zur Anregung von Atomen bereitzustellen. Bei niedrigen Temperaturen bewegen sich die Elemente langsam und enthalten nicht genügend Energie, um Elektronen anzuregen oder chemische Reaktionen auszulösen. Höhere Temperaturen verleihen dem Atom mehr Energie und erhöhen die kinetische Energie des Atoms und die daraus resultierenden Kollisionen.
Bedeutung
Zwei wichtige Tatsachen werden aus angeregten Elektronen bestimmt. Zum einen kann die chemische Zusammensetzung von Materialien durch Untersuchung der Lichtspektren bestimmt werden, die beim Durchgang durch ein Prisma entstehen. Das andere ist, dass Chemiker mithilfe dieser Lichtspektren in der Lage sind, die Elektronenhüllenniveaus und Teilniveaus des Atoms zu bestimmen, indem sie die Wellenlängen des von jedem Element erzeugten Lichts untersuchen.