1905年にJ。トムソンは原子の構造の最初のモデルを提案しました。それによれば、それは正に帯電したボールであり、その中に負の電荷を持つ粒子（電子）が配置されています。原子の電気的中性は、ボールとそのすべての電子の電荷が等しいことによって説明されました。
この理論は1911年に次のように置き換えられましたラザフォードによって作成された惑星モデル：原子全体の大部分を構成するコアスターの中心で、電子-惑星はその周りの軌道を回転します。しかし、後に実験の結果は、このモデルの正しさを疑問視しました。たとえば、ラザフォードの公式から、電子の運動速度とその半径は連続的に変化する可能性があることがわかりました。この場合、スペクトル全体にわたって連続発光が観察されます。ただし、実験の結果は、原子の線スペクトルを示しています。他にもいくつかの論争があります。その後、N。ボーアは原子の構造の量子モデルを提案しました。原子の基底状態と励起状態に注意する必要があります。この特性により、特に元素の原子価を説明することができます。
原子の励起状態はエネルギー準位がゼロの状態とそれより上の状態の間の中間段階。それは非常に不安定であるため、非常につかの間です-持続時間は100万分の1秒です。原子の励起状態は、追加のエネルギーが原子に与えられたときに発生します。たとえば、温度や電磁界への曝露がその原因となる可能性があります。
簡略化された形式では、構造の古典的な理論原子は、負に帯電した不可分な粒子（電子）が円軌道の特定の距離で原子核の周りを回転すると主張しています。各軌道は、一見線ではなく、いくつかの電子を持つエネルギーの「雲」です。さらに、各電子には独自のスピンがあります（その軸を中心に回転します）。電子の軌道半径はそのエネルギー準位に依存するため、外部からの影響がない場合、内部構造は非常に安定しています。その違反（原子の励起状態）は、外部エネルギーが伝達されるときに発生します。その結果、原子核との相互作用の力が小さい最後の軌道では、電子の対のスピンが不対になり、その結果、空のセルへの遷移が発生します。言い換えれば、エネルギー保存の法則に従って、電子のより高いエネルギー準位への遷移は、量子の吸収を伴います。
原子の励起状態を考えてみましょう。ヒ素（As）の原子の例。その原子価は3です。興味深いことに、この値は、要素が自由状態にある場合にのみ当てはまります。原子価は不対スピンの数によって決定されるため、原子が最後の軌道の領域で外部エネルギーを受け取ると、粒子がフリーセルに遷移するときにペアリング解除が観察されます。その結果、軌道が変化します。エネルギーサブレベルは単に場所を変えるだけなので、原子の基底状態への遷移（再結合）は、量子の形で吸収されたエネルギーに相当するものの放出を伴います。ヒ素の例に戻ると、励起状態での不対スピンの数が変化するため、元素の原子価は5に相当します。
概略的には、上記のすべては次のとおりです。方法：原子が外部からエネルギーの一部を受け取ると、外側の電子は原子核からより遠くに移動します（軌道の半径が大きくなります）。ただし、陽子は原子核に残っているため、原子の内部エネルギーの合計値は大きくなります。外部エネルギーの継続的な供給がない場合、電子は非常に迅速に前の軌道に戻ります。この場合、そのエネルギーの過剰は電磁放射の形で放出されます。
