焰色反應是一個非常有意思的現(xiàn)象，這個實驗也非常好做，我們在家里就可以實操（找一個帶有噴頭的瓶子，裝酒精的那種就可以，把酒精倒出來，沖洗干凈，加入自來水，再加入一點食鹽NaCl，然后噴到火焰上就能發(fā)現(xiàn)是黃色的亮光?；鹧娴脑捑凭珶艨梢蕴峁?，當然你家的燃氣灶也可以提供火焰，但要注意一下燃氣灶的使用安全）。
那么我們來講一下焰色反應的微觀原理，以及再確認一下焰色反應是物理變化還是化學變化。
現(xiàn)代化學原理認為，焰色反應是一種鑒別金屬元素的方法。這種鑒別方法的原理是金屬元素的原子核外電子吸收能量躍遷到高能軌道上，高能軌道上的電子回到低能態(tài)時，又以一定波長的光的形式釋放出能量。不同的金屬元素釋放出不同波長的光。根據(jù)這一原理可以檢驗鑒別元素。
根據(jù)量子學說，原子按照其內(nèi)部運動狀態(tài)的不同，可以處于不同的定態(tài)，每一個定態(tài)會具有一定的能量。它主要包括原子體系內(nèi)部運動的動能，核與電子間的相互作用能以及電子間的相互作用能。能量最低的狀態(tài)叫做基態(tài)。能量高于基態(tài)叫做激發(fā)態(tài)，他們構成原子的各能級。高能量激發(fā)態(tài)可以躍遷到較低能態(tài)并發(fā)射出光子。反之較低能態(tài)可以吸收光子躍遷到較高激發(fā)態(tài)。發(fā)射或吸收光子的各頻率構成發(fā)射光譜或吸收光譜。量子力學理論可以計算出原子能級躍遷時發(fā)射或吸收的光譜線位置，以及該光譜線的強度。
當金屬元素的原子在火焰或一定電場中（可以給電子提供能量）時，核外運動的電子吸收一定的能量受到激發(fā)就會改變能級狀態(tài)，原子一旦被激發(fā)就變得不穩(wěn)定而趨于返回較低的能級狀態(tài)，最終達到基態(tài)。在此過程中吸收或釋放能量的方式之一，是以光子的形式發(fā)射光子。對應的光的波長與原子或離子的核外電子能級差有關系。
ΔE=hν
由于不同的微粒其核外電子具有的能量不同，電子躍遷時能量改變值不同，對應的光的波長不同。因此不同的金屬或它們的化合物灼燒時呈現(xiàn)的顏色就不同。
例如，鈉原子的核外電子在一些能級之間發(fā)生躍遷發(fā)出波長為589nm的光子，對應可見光區(qū)的黃光，所以鈉的焰色反應呈黃色。
根據(jù)不同原子的能級圖，可以計算出發(fā)生能級躍遷時發(fā)射光的波長。焰色反應是金屬原子在火焰灼燒時發(fā)生能級躍遷而發(fā)射的具有特征顏色的光。
我們需要特別注意的，是焰色反應的本質(zhì)是金屬原子吸收能量后，由低能態(tài)向高能態(tài)躍遷，而高能態(tài)不穩(wěn)定，當激發(fā)態(tài)原子從高能態(tài)向能態(tài)躍遷時就會發(fā)出不同（對應）波長的光。
所以從微觀層面來講，焰色反應更多像是一個物理變化。
最后，我們用大白話來總結一下，焰色反應就是一個發(fā)光現(xiàn)象，為什么會發(fā)光呢，那是因為金屬原子的核外電子，被外界環(huán)境給予了更高的能量，然后這些電子就膨脹了，要單飛，要脫離因為原子核的束縛，想從原來的能量較低的軌道跑到更遠的軌道，更遠的軌道對應的電子能量也越高，但是吧，高處不勝寒，跑遠了之后那邊能量需求比較高，這些電子本身相當于磕藥獲取的能量終究不是自己的能量，它不穩(wěn)定，最終還是得把磕藥得來的能量全部或者部分還回去。能量還回來的時候，是以光子的形式，說在直白一點就是光。但是吧，能量不一樣，光的顏色也不一樣。這就得動用量子物理的公式了，到時候用它算一算光的波長λ，這個λ對應啥顏色的光，焰色反應就是什么顏色的光。
最后，中學階段認為焰色反應是一個物理變化。
最后的最后，補充強調(diào)一下常見金屬發(fā)生焰色反應對應的光的顏色：
Na：黃色光
K：紫色光
Ca：磚紅色
Ba：黃綠色
Cu：綠色
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