激發態

激發態

原子或分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。當原子或分子處在激發態時,電子云的分布會發生某些變化,分子的平衡核間距離略有增加,化學反應活性增大。所有光化學反應都是通過分子被提升到激發態後進行的化學反應,因此光化學又稱激發態化學。電離輻射(或電磁輻射)與物質作用中,當轉移到原子或分子的能量低於其電離電位而又足以使電子躍遷到較高能級時,原子或分子處於激發態。激發態和基態具有不同的位能曲線和平衡核間距。

正文

光子能量-模型圖光子能量-模型圖

原子或分子從基態躍遷到新的能級而尚未電離時所處的狀態,在原子或分子的右上角加 *表示。電離輻射(或電磁輻射)與物質作用中,當轉移到原子或分子的能量低於其電離電位而又足以使電子躍遷到較高能級時,原子或分子處於激發態。激發態和基態具有不同的位能曲線和平衡核間距。

激發態主要經由下列幾個途徑生成:①光激發,處於基態的分子和原子吸收適當能量的光子,即可躍遷到激發態,所吸收的能量等於激發態和基態能級之差。②電離輻射直接激發:

式中AB是基態分子,AB

是激發態分子。③慢帶電粒子和慢電子(10~100電子伏)與物質作用,可以不遵守光躍遷選擇定則,通過禁戒躍遷,實現改變多重性的激發(一般分子的激發態是單重態):

電子-模型圖電子-模型圖

式中AB≠為超激發態分子, AB

是單重激發態分子, AB

是三重激發態分子。④中和反應引起的激發,電子和正離子中和或正、負離子中和時,過剩的能量常使分子處於激發態。⑤在氣體光化學和輻射化學反應中,經常發生通過激發能轉移而生成新的激發態分子的反應。⑥由化學反應而生成激發態。

激發態激發態

處於激發態的分子是不穩定的,要通過各種方式來衰減能量,激發態能量耗散的物理途徑見圖。

激發態分子具有大於化學鍵離解能的激發能時,便解離成分子碎片,其中超過化學鍵離解能的部分變為分子碎片的動能。通過激發能在分子間的轉移,會形成激基態複合物,發生電子轉移和化學反應(如加成、脫氫反應)等。

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