原子的激发

带宽是什么意思2023-05-06  21

物质由不同元素的原子组成。在正常情况下,原子处于基态,当原子受到外界能量作用时,原子由于与高速运动的气态粒子和电子相互碰撞而获得能量,使原子中的外层电子从基态跃迁到更高的能级,此时称为激发态,处于激发态的原子是十分不稳定的,在极短时间(10-8s)内便跃迁至基态或其他较低的能级上。当原子从较高能级跃迁到较低能级的过程中,将释放出多余的能量,这种能量以一定波长的电磁波形式辐射出去,其辐射能量可用下式表示:

ΔE=Ei-Ej= hν= hc/λ

λ=1240/ΔE

式中:Ei、Ej分别为高能级和低能级的能量(eV);h为普朗克常数(66256×10-34J·s);ν为所发射的电磁波的频率(Hz);λ为所发射的电磁波的波长(nm);c为光速(3×108m/s,真空中)。

从上式可知,发射谱线的波长取决于跃迁前后两能级之差。由于原子的能级很多,原子在被激发后,其外层电子可有不同的跃迁,因此对特定元素的原子可产生一系列不同波长的特征光谱线。这些谱线按一定的顺序排列,并保持一定的强度比例。每种元素都有自己的特征谱线,这也是定性分析的依据。由于原子的各个能级是不连续的(量子化),电子的跃迁也是不连续的,所以原子光谱是线状光谱,如图71所示的铁原子谱线图。

图71 铁原子谱线图

原子中的外层电子从基态跃迁到高能级的激发态所需要的能量称为激发能,或称激发电位,以eV表示。各元素的原子被激发所需要的最小激发能,称为该元素的共振电位,从此能级返回到基态时辐射出的谱线,称为共振线。由于激发能最小,最容易激发到此状态,因此共振线是该元素强度最大或最灵敏的谱线,常用此谱线进行定性或定量分析。

激发原子的能源很多,有热激发、光激发、共振吸收(辐射能)激发、电场作用下的碰撞激发等。热激发指的是物质在高温状态下,或者说在等离子状态下,粒子有较大的运动速度,碰撞而产生激发。在光谱分析中,常用电弧或等离子体作为激发光源,主要的作用就是热激发。电弧光源中温度可达5000℃,等离子体光源中温度可达10000℃。在这样的温度下,物质很快被解离并激发。

不一定,激发态原子肯定要比对应的基态原子易失电子,但不能说一定具有强还原性,例如F的激发态原子通常仍是强氧化剂,电离失去能量最高的电子仍很困难(通常的化学条件下仍不会表现为还原性)。另外激发态原子的寿命很短,很快就会返回基态,一般氧化性还原性不讨论激发态原子。

金属原子比对应的金属单质还原性更强,而非金属原子氧化性比非金属单质更强,这倒是正确的说法。

如有不明欢迎追问。

中性原子失去电子总是能量升高的过程,不会自动发生,必须有外界提供电离能(否则能量不守恒),例如Na原子自己并不会失去电子,但附近存在氧化剂的时候,例如F原子,F原子可以夺取Na原子中的3s电子,形成F-离子这个过程是放能过程,同时Na+和F-间将形成强大的离子键,又释放大量能量,补足Na原子电离所需的电离能还有富余,这样Na原子才会电离(失去电子)。

2 5 6是。

解析:首先每层s轨道为1个,p轨道为3个,d轨道为5个,f轨道为7个,g轨道为9个(不过暂时不涉及g),每个轨道最多容纳两个电子。第一层只有s轨道,第二层有s和p,第三层有s p 的。第四层有 s p d f。第五层有s p d f g(g不涉及)

然后能级交错。能级的能量从低到高为

ns<(n-3)g<(n-2)f<(n-1)d<np<(n+1)s

(g不涉及)

以此判断填充电子顺序。

基态所有电子都是从能量最低的轨道开始填充,能量最低的轨道没有完全填充,不会填充高能量轨道。——如果违反了,那就表明是在激发态。

1中1s 2s都填充满后才填2p,基态。

2中2s尚未填充,2p就被占据了,说明2s的两个电子受到激发跃迁到2p去了,激发态。

3中2s只能容纳两个电子,它有3个电子,这是不可能存在的,这个选项纯粹是陷阱,不要管他。

4中1s 2s 2p都填满才3s,中规中矩,基态。

5中2p尚未填满,突然跳过3s 3p 3d 4s 4p 4d和5s七个能级,直接填到4f去了,妥妥的激发态,一个2p电子跃迁到了4f——这可是一个很高的能量了。激发态。

6中2s只填一半,2p被占据,一个2s电子跃迁去了2p,激发态。

1、现代物质结构理论证实原子的电子排布遵循构造原理,能使整个原子的能量处于最低状态,简称能量最低原理。处于最低能量的原子叫做基态原子。

2、基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子;基态原子吸收能量转化为激发态原子,反之,如果没有能量继续维持,激发态原子将转化为基态原子,发生电子跃迁,进而放出以为光的形式的能量。

基态:原子里的电子,所能存在的最低能量轨道

激发态:原子或分子吸收一定的能量后,电子被激发到较高能级但尚未电离的状态。激发态一般是指电子激发态,气体受热时分子平动能增加,液体和固体受热时分子振动能增加,但没有电子被激发,这些状态都不是激发态。当原子或分子处在激发态时,电子云的分布会发生某些变化,分子的平衡核间距离略有增加,化学反应活性增大。所有光化学反应都是通过分子被提升到激发态后进行的化学反应,因此光化学又称激发态化学。

产生激发态的方法主要有:①光激发。处于基态的原子或分子吸收一定能量的光子,可跃迁至激发态,这是产生激发态的最主要方法。②放电。主要用于激励原子,如高压汞灯、氙弧光灯。③化学激活。某些放热化学反应可能使电子被激发,导致化学发光。

激发态是短寿命的,很容易返回到基态,同时放出多余的能量。激发态去活的途径有:①辐射跃迁(荧光或磷光 )。②无辐射跃迁(系间窜越,内部转变)。③传能和猝灭(激发态分子将能量传递给另一基态分子并使其激发)。

这两个就没什么共同点,自然也就没什么区别好说。

化学反应理论中,活化分子指的是有足够的能量可以发生化学反应的分子。分子只有在其能量超过活化能的时候才是活化分子,有可能发生化学反应。

量子力学认为能量是量子化的,处于能量最低状态的原子成为基态原子,能量比基态原子高的都叫做激发态原子。和基态原子相比,激发态原子的电子构型、振动方式等可能会有不同。

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