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Los electrones en un átomo no están distribuidos al azar alrededor del núcleo. En 1913, Niels Bohr propuso que los electrones se encuentran distribuidos en diferentes niveles energéticos. Según este modelo, en el primer nivel energético (que es el más cercano al núcleo) pueden ubicarse solamente 2 electrones, mientras que en el segundo nivel se pueden ubicar 8. Si un átomo tiene más electrones, estos se ubicarán en niveles energéticos superiores.
Hace muchos años los químicos acostumbraban a identificar los compuestos químicos a partir de observar el color característico que tomaba una llama cuando se los ponía al fuego. Los fuegos artificiales son una aplicación directa de esta propiedad con fines recreativos. En el campo científico, se observó también que cuando un elemento en estado gaseoso se calienta o se excita por medio de una descarga eléctrica, emite radiación electromagnética (que puede verificarse.