안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
불꽃놀이에서 다채로운 빛이 나는 현상은 화학에서 불꽃 반응이라고 부르는 원리 때문입니다. 금속 종류마다 서로 다른 색의 불꽃이 나오는 이유는 원자 속에 있는 전자가 이동할 때 방출하는 빛의 에너지가 금속마다 다르기 때문입니다.
금속 화합물에 높은 열을 가하면 바닥상태에 있던 전자가 열에너지를 흡수해 높은 에너지 상태인 들뜬상태로 뛰어올라갑니다. 하지만 들뜬 전자는 불안정하므로 찰나의 순간에 다시 본래의 안정된 상태로 내려오게 되며, 이때 두 궤도 사이의 에너지 차이 만큼을 빛으로 방출합니다. 이 방출된 빛이 바로 우리 눈에 보이는 불꽃 색깔입니다.
금속 원소마다 원자 구조와 전자 궤도 간의 에너지 격차가 서로 다르기 때문에 방출되는 빛의 파장과 색깔도 제각각입니다. 예컨대 스트론튬은 빨간색, 바륨은 초록색, 나트륨은 노란색 빛을 냅니다. 즉, 금속 고유의 전자 에너지 격차 차이가 서로 다른 불꽃 색을 만들어내는 것입니다.