Lángfestés - avagy a tűzijáték színei - Az atomok gerjesztett állapota

 

Az előző leckék során már megtanultuk, hogyan épül fel az atom elektronfelhője alapállapotban. Azonban az atomokat energia hatására gerjeszteni is lehet. Ilyenkor gerjesztett állapotba kerülnek. Az alkáli- és alkáliföldfémek atomjainak elektronjai könnyen gerjeszthetők. Ha például nagy hőhatás éri őket, akkor az atommagtól legtávolabbi héjon lévő elektronjuk (a vegyérték elektronjuk) képes arra, hogy az atommagtól távolabbi - magasabb energiaszintű pályára ugorjon át. Ez az atom gerjesztett állapota. Azonban az energiaminimum-elve ebben az esetben is érvényes. Amint lehetséges az elektron visszaugrik az eredeti pályájára, azaz igyekszik visszatérni a mag vonzásába. Amikor visszaugrik a nagyobb energiaszintű pályáról a kisebb energiaszintű pályára, akkor a felesleges energiát egyes atomok képesek fény formájában kisugározni. 

A fény pedig fotonokból áll. Tehát, amikor az elektron visszatér az eredeti helyére, az energiát foton formájában bocsájtja ki. Ha a kisugárzott fény (foton) hullámhossza a látható fény hullámhossz-tartományába esik, akkor színesnek látjuk. Ezért látjuk színesnek a lángot. Ez a lángfestés kémiai háttere. Ezt használják ki a tűzijátékokban is. Amikor a tűzijáték felrobban, hirtelen rengeteg hőenergia keletkezik. Az atomok külső héjain lévő elektronok ezáltal gerjesztődnek, gerjesztett állapotba kerülnek. Amikor ez a gerjesztettség megszűnik, és újra alapállapotba kerülnek, a többlet energiájukat színes fény formájában bocsájtják ki. 

Hiszen a fény energia. Gondolj csak a napelemekre, vagy a fotoszintézisre, mely során vízből és szén-dioxidból a növények energiadús, szerves vegyületeket - pl keményítőt készítenek. Például a búzaszemben. Amiből aztán kenyeret sütünk. Az így nyert energiából tartjuk fenn testünk alapfolyamatait, ezért tudunk mozogni. Hát nem csodálatos? Amikor futunk, valójában a futáshoz használt energia a napfény energiájából származik.