안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.
알칼리금속이나 알칼리 토금속을 포함하는 물질을 불꽃 속에 넣으면 특유의 색깔을 나타내는데 이를 불꽃반응이라 한다. 이러한 불꽃반응의 나타나는 이유는 알칼리 금속의 전자와 관련이 있다. 알칼리금속은 1족 원소로서 최외각 전자를 1개 가진다. 따라서 비교적 전자배치가 단순하다. 일반적으로 원자는 원자핵과 전자로 구성되어 있고 원자 내부의 전자는 불연속적이고 특정한 에너지 상태에 존재한다.
이러한 전자가 낮은 상태에 있을 때를 바닥상태(ground state)라 하고 외부로부터 에너지를 받아 높은 에너지의 상태에 있을 때를 들뜬상태(excited state)라고 한다. 들뜬 상태(excited state)에 있는 전자는 불안정하여 바닥상태(ground state)로 되돌아가게 된다. 이때 이 두 상태의 차이의 만큼의 에너지를 가진 복사선을 방출하게 되는데 이 복사선이 가시광선 영역에 해당될 때 특유의 불꽃색을 나타내게 된다.
우리가 눈으로 볼 수 있는 가시광선 영역의 복사선은 주로 금속원자에서 나타난다.
구리(Cu) 청록색
리튬(Li) 빨간색
스트론튬(Sr) 진한 빨강색
나트륨(Na) 노란색
바륨(Ba) 황록색
칼륨(K) 보라색
칼슘(Ca) 주황색