原子激發態

原子激發態

原子激發態是原子除基態之外的其他可能定態。原子受到激發 ,能級升高而處於激發態。處於激發態的原子是不穩定的 ,其平均壽命是有限的,因而激發態能級有一定的寬度。原子激發態的壽命一般為1×101×10秒,能級寬度為1×10~1×10電子伏特。亞穩態的壽命要長得多,能級寬度則要窄得多。原子從高激發態躍遷到低激發態或基態可發射光子。

定義

原子吸收一定的能量後,電子被激發到較高能級但尚未電離的狀態。激發態一般是指電子激發態,氣體受熱時分子平動能增加,液體和固體受熱時分子振動能增加,但沒有電子被激發,這些狀態都不是激發態。當原子處在激發態時,電子云的分布會發生某些變化,導致其化學反應的活性增大。

產生方法

產生激發態的方法主要有:

①光激發。處於基態的原子或分子吸收一定能量的光子,可躍遷至激發態,這是產生激發態的最主要方法。

②放電。主要用於激勵原子,如高壓汞燈、氙弧光燈。

③化學激活。某些放熱化學反應可能使電子被激發,導致化學發光。

去活途徑

激發態是短壽命的,很容易返回到基態,同時放出多餘的能量。激發態去活的途徑有:

①輻射躍遷(螢光或磷光 )。

②無輻射躍遷(系間竄越,內部轉變)。

③傳能和猝滅(激發態分子將能量傳遞給另一基態分子並使其激發)。

套用

原子吸收光譜法

基於待測物質的基態原子,具有選擇性地吸收由光源輻射出的待測元素特徵光的特性。光源輻射光被吸收程度與待測物質在樣品中的含量成正比。因此,測量光源輻射光強度的衰減程度,就可以檢測待測物質的含量。

原子處於游離狀態時,其能量最低,也最穩定,稱為基態原子。基態原子得到外界能量(如光輻射)後,其外層電子躍遷到較高能級,成為激發態原子。激發態原子不穩定,瞬間回到基態或較低能級,多餘的能量以光或熱的形式輻射出去。

每一種元素的原子,都有其獨有的核外電子結構,電子的各個能級差也與其他元素原子的核外電子能級差不同。所以,基態原子能選擇吸收與其電子能級差相當的輻射光的能量,這種輻射光就是該元素的特徵光。這種測量元素特徵光而得出檢測待測物質的含量的方法稱為 原子吸收光譜法

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