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定态假设

定态假设只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中,原子中的电子虽然在做变速运动,但并不向外辐射电磁波,这样相对稳定的状态称为定态。

定态假设实际上只是给经典的电磁理论限制了适用范围:原子中的电子绕核转动时不受该理论的制约(经典的电磁理论认为:做变速运动的带电粒子将以电磁波的形式向外辐射能量).

原子从一种定态(设能量为E初)跃迁到另一种定态(设能量为E终)时它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差决定,即hv=E初-E终。

是表明原子的发光机制.它是针对原子发光的线状光谱提出的运用普朗克量子理论说明原子从一个定态跃迁到另一个定态时辐射或吸收一定频率的光子。从而解释了原子发光的机理。

hv=E初-E终只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况,对于光子和原子作用而使原子电离和实物粒子与原子作用而使原子激发的情况则不受此条件的限制。这是因为原子一旦电离原子结构即被破坏因而不再遵守有关原子结构的理论。如基态氢原子的电离能为13.6eV只要大于或等于13.6eV的光子都能被基态的氢原子吸收,而发生电离只不过入射光子的能量越大原子电离后产生的自由电子的动能越大。至于实物粒子和原子碰撞的情况由于实物粒子的动能可全部或部分地为原子吸收。所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差也可使原子受激发而向较高能级跃迁。

原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。 这里电子的“可能轨道”跟化学中讲到的“电子壳层”电子层和电子亚层之间的区别要分清。 轨道假设是说明原子的不同能量状态与对应的电子的不同轨道从而认识到由于原子的能量状态不连续因此电子的轨道也是不连续的。

ground state

原子里的电子,所能存在的最低能量轨道 .

excited state

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)。


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