何为激发态

核聚变核裂变2023-04-29  26

激发态就是原子处于不稳定状态,有向稳定状态(基态)变化的趋势(就是跃迁),就像把你放在空中,你有下落的趋势,但是它的能量不是连续的(例如H原子的能量是一份一份的,并非连续的)

有时间看看高三物理书,有很详细的解释!

激发态原子是针对基态原子来说的。

激发态的原子中,核外电子一般都处在高能级。比如说最常见的氢原子的激发态,基态氢原子核外电子能量是-136eV,当它被激发到第一激发态(电子进入第二层轨道),电子能量就提升到-34eV。

为什么氢原子核外电子能量是负的呢?那是因为我们选取的电子的势能平面在无穷远处,也就是说自由态的电子势能不小于零,而束缚态的电子势能都是小于零的!根据库仑定律,电子与质子之间的库仑引力Fc=ke²/r²,其中k=9×(10^9)Nm²/C²,是库仑常数;e=16×10^(-19)C,是电子电量;r=529166×10^(-11)m,是玻尔半径。所以,库仑引力势能Ep=dFc/dr=-ke²/r,带入数据可求得Ep=-272eV。加上电子的动能Ek=05mv²,由于电子做圆周运动,库仑引力提供向心力:mv²/r=ke²/r²,所以,mv²=ke²/r,代入动能表达式:Ek=ke²/2r,所以电子总能量E=Ep+Ek=-ke²/2r=-136eV。

激发态原子的形成有可能是通过化学反应,当一个吸电子能力很强的原子靠近一个容易失电子的原子时,失电子的原子的外层电子就会受到那个吸电子能力很强的原子的吸引,从而跃迁到高能级而导致其原子被激发。

还有就是通过物理方法,比如用x射线照射,原子的电子吸收了x射线能量而跃迁到高能级……或者就是原子核因为放射性原因自发辐射,原子核退激发的时候把能量传递给了原子,则此时原子的电子会因为得到这部分能量而被激发!

原子被激发了都会退激发,退激发一般会放出x射线,这些x射线的频率因为来源于不同的元素种类而会有不同,所以,可以用这个现象来做核素识别。

也就是常说的吸收谱和发光谱……

另外,比如我们在白炽灯里添加钠,则钠会因为钨丝发光的高温而不停地被激发和电离,这个过程中,钠蒸汽游离到边缘低温区的时候也会退激发,钠实际上就在这不断的激发-退激发,电离-俘获之间平衡,这个过程中,钠原子俘获电子的时候也会退激发而放出钠黄光,使得灯泡在同等功耗下显得更亮!

氧原子的激发态多着啦,根据得到的能量情况会有不同的电子排布状态。比如:

基态:1s2 2s2 2p4,是能量最低的状态。

激发态:1s2 2s2 2p3 3s1,就是激发态之一,采取什么样的激发态与得到的能量有关。

核外电子是按能量高低排在不同的轨道上,低能量的电子首先排在能低级轨道,低能级轨道填满之后,再排更高一级的轨道,原子核外轨道能级由低到高为1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p,其中s轨道最多容纳2个电子,p轨道6个,d轨道10个,f轨道14个。

比如H原子核外只有一个电子,这个电子应排在1s轨道上,如果它受到激发,跃迁到了2s轨道,那么它就处于激发态,再例如B原子外有5个电子,这五个电子分别排在1s轨道上两个,2s轨道上两个,2p轨道上一个。

如果发现2s轨道上只有一个电子,而2p轨道上有两个电子,说明2s轨道上的一个电子发生了跃迁,跑到了2p轨道,这个电子就处于激发态。总之,低能级轨道若未排满,却有电子跑到了高能级轨道,那么这个电子就处于激发态。

扩展资料:

处于稳定状态(基态)的原子,核外电子将尽可能地按能量最低原理排布,另外,由于电子不可能都挤在一起,它们还要遵守最低能量原理,泡利不相容原理和洪特规则。在这三条规则的指导下,可以推导出元素原子的核外电子排布情况,在中学阶段要求的前36号元素里,没有例外的情况发生。

在原子里,原子核位于整个原子的中心,电子在核外绕核作高速运动,因为电子在离核不同的区域中运动,我们可以看作电子是在核外分层排布的。

按核外电子排布的3条原则将所有原子的核外电子排布在该原子核的周围,发现核外电子排布遵守下列规律:

原子核外的电子尽可能分布在能量较低的电子层上(离核较近);若电子层数是n,这层的电子数目最多是2(n^2)个;无论是第几层,如果作为最外电子层时,那么这层的电子数不能超过8个,如果作为倒数第二层(次外层),那么这层的电子数便不能超过18个。

元素原子核外电子排布的规律是元素周期表划分的主要依据,是元素性质周期性变化的根本所在。对于同族元素而言,从上至下,随着电子层数增加,原子半径越来越大,原子核对最外层电子的吸引力越来越小,最外层电子越来越容易失去,即金属性越来越强。

对于同周期元素而言,随着核电荷数的增加,原子核对外层电子的吸引力越来越强,使原子半径逐渐减小,金属性越来越差,非金属性越来越强。

参考资料来源:百度百科——核外电子排布

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