歡迎掃碼關(guān)注
當(dāng)前位置：首頁
- 地質(zhì)文化
- 地學(xué)科普
舞動的電子——煙花
瑤光閃過，煙花如百花紛紛墜落，有潔白如玉，有艷紅如丹。那是辛棄疾筆下的“東風(fēng)夜放花千樹”，是朱淑真元宵夜的“火樹銀花觸目紅”，是隋煬帝眼中的“燈樹千光照，花焰七枝開”。煙花璀璨奪目，絢爛至極，裝點(diǎn)著節(jié)日的夜空。那么，如此形色各異的煙花是怎樣形成的呢？
在煙花中，我們所看到的一切都是化學(xué)物質(zhì)的作用，這些物質(zhì)來自地球，是將深埋地下的礦石開采冶煉而得的。煙花由氧化劑、可燃物、顯色劑組成。氧化劑主要包括硝酸鹽和氯酸鹽等，起到助燃、氧化放熱的作用；可燃物主要包括硫磺、木炭、鎂粉、赤磷等，起到燃燒、提供能量的作用；顯色劑是由一些金屬化合物如鈉鹽、鍶鹽、銅鹽、鋇鹽等組成，是煙花五彩顏色的主要來源，正是它，促使煙花在空中爭奇斗艷、綻放絢爛。
當(dāng)把金屬化合物置入火焰中灼燒時，金屬的外層電子會吸收火焰能量發(fā)生躍遷，即本來擁有穩(wěn)定軌道的電子會到達(dá)一個具有更高能量的軌道上，這就好比棒球運(yùn)動中的擊球手揮棒擊球，讓本來徑直飛向自己的棒球，飛向更高更遠(yuǎn)的地方。不過，躍遷后的電子并不穩(wěn)定，它們會馬上回到曾經(jīng)較低的能量狀態(tài)，吸收的能量以電磁波的形式釋放，這些電磁波有些處于可見光波段，因此人們可以看到五彩繽紛的顏色。
而不同元素原子中的電子在躍遷時，釋放的電磁波能量不同，火焰的顏色也各不相同。鋰的化合物在灼燒時火焰呈紫紅色，鈉呈黃色，鉀呈紫色，鈣則呈磚紅色。這些金屬或它們的化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現(xiàn)特征的顏色，這種現(xiàn)象在化學(xué)上稱為“焰色反應(yīng)”。除此之外，科學(xué)家們會利用這種焰色反應(yīng)來推測物質(zhì)中所含的金屬元素，這類型的實(shí)驗(yàn)稱為焰色實(shí)驗(yàn)。在煙花中，人們則利用焰色反應(yīng)，有意識地加入特定金屬元素，讓電子肆意地跳舞，使得我們看到如此絢麗多彩的煙花。
