基态和激发态

第3课时能量最低原理、基态与激发态、光谱
一、能量最低原理
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。

二、基态与激发态
1.基态：处于最低能量的原子叫做基态原子。

例如：Na原子的基态其实就是电子排布为1s22s22p63s1的状态。

2.激发态：当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。

例如：如果Na原子的基态的某一能级吸收了能量，就会发生跃迁到更高能量的能级，如Na基态中的2p能级吸收了能量，那么其中的一个电子就有可能跃迁到3s能级，最终形成激发态的1s22s22p53s2
3.基态、激发态相互间转化的能量变化
吸收能量
激发态原子
释放能量，主要形式为光
三、原子光谱
1.定义：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，若用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，则可确立某种元素的原子，这些光谱总称原子光谱。

2.分类：发射光谱、吸收光谱
锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱特征：发生光谱为暗背景，亮线，线装连续不断
吸收光谱为亮背景，亮线，线装连续不断
注意：烟色反应的原理就是原子从基态变为激发态，再从激发态变成基态时的电子跃迁造成的能量以可见光形式释放的过程，所以是一个物理变化。

3.光谱应用：①光谱分析，利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素。

.②解释霓虹灯发光，烟火发光等生活现象。

什么是基态和激发态基态是指在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动的这种定态；激发态指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。

1、基态。

原子基态是指在原子当中，体系的不同量子态由电子轨道刻画，不同的电子轨道具有不同的能量，氢原子有一个电子绕核运动，有一些固定轨道可供它占有。

如果这个电子在围绕原子核的半径最小轨道内，则原子的能量最低，称此为原子的基态。

如电子在更大的半径上，则原子能量更高，处于激发态。

而将一个电子从原子的基态移除所需要的能量称为游离能。

2、激发态。

激发是在任意能级上能量的提升。

在物理学中有对于这种能级有专门定义：往往与一个原子被激发至激发态有关。

在量子力学中，一个系统（例如一个原子，分子或原子核）的激发态是该系统中任意一个比基态具有更高能量的量子态（也就是说它具有比系统所能具有的最低能量要高的能量）。

一般来说，处于激发态的系统都是不稳定的，只能维持很短的时间：一个量子（例如一个光子或是一个声子）在发生自发辐射或受激辐射后，只在能量被提升的瞬间存在，随即返回具有较低能量的状态（一个较低的激发态或基态）。

这种能量上的衰减一般被称为“衰变”（decay），它是“激发”的拦拆逆过程。

持续时间较长的激发态被叫做亚稳态（metastable）。

扩展资料：以最简单的氢原子为模型来讨论这一概念。

氢原子的基态对应的是氢原子中唯一的一个电子处于可能达到的最低的原子轨道（也就是波函数呈球形的1s轨道，它具有最小的量子数）。

当外界向该原子提供能量时（例如，吸收一个具有一定能量的光子），原子中的电子就可以提升到激发态（这时它的量子数比可能的最小的量子数至少多1）。

如果入射光子能量足够大，该电子会从对于该原子的束缚态中被“打”出来，失去了电子的原子即离子化了。

在被激发后，原子会以发射一个具有特定能量的光子的形式回到能量较低的激发态（或是基态）。

处于不同激发态的原子发射的光子具有不同的电磁波谱，这显示出它们各自独特的谱线（亦称“发射线”）。

原子从基态到激发态动能变化原子从基态到激发态所需的动能变化是至关重要的，因为这个过程在许多化学和物理学中都扮演着重要的角色。

下面，我们将详细讨论原子从基态到激发态的动能变化，包括以下几个方面：1. 基态和激发态的定义及区别基态和激发态是指原子内部电子的能级状态。

在基态中，电子处于能量最低的状态，当它吸收足够的能量时，它可以跃迁到较高能量的激发态。

在激发态中，电子的能量比基态更高，原子也更具活性。

2. 能量守恒定律与动能变化能量守恒定律是指能量在任何物理或化学过程中都是不灭的。

当原子从基态到激发态跃迁时，它会吸收一定量的能量，这个能量的来源可以是光、热、电等。

所需的能量通常以光子的形式被吸收，这个能量就是动能变化。

3. 能级差和动能变化能级差是指电子从一个能级到另一个能级所需的能量。

当电子从基态到激发态跃迁时，它必须吸收足够的能量，以克服能级差。

所需的能量通常以光子的形式被吸收，能量的多少取决于能级差的大小。

4. 能量和频率的关系能量和频率之间存在直接的关系，即能量和频率成正比。

因此，如果研究原子从基态到激发态的动能变化，我们可以通过控制吸收光的频率来控制能量的大小。

5. 原子光谱及其应用原子从基态到激发态的跃迁释放的能量以光的形式发射出来，形成了原子的光谱线。

根据光谱线的颜色和频率，我们可以确定原子的元素类型和其在宇宙中的存在量，并进一步研究原子的结构和性质。

综上所述，原子从基态到激发态的动能变化是至关重要的，因为它可以影响原子的结构和性质，并在化学和物理学中发挥重要作用。

激发态和基态
激发态和基态是物理学中的重要概念，它们之间有着明显的区别。

激发态是指原子、分子或其他微粒由于外力或其他因素的作用而脱离平衡状态的状态，能量较高，具有活动性。

基态是指物质的平衡状态，能量较低，稳定性较高。

激发态的产生可以通过外力、热力、光力等多种方式实现，激发态的能量会在一定时间内逐渐释放，释放的能量可以用来进行物理、化学和生物反应。

基态是物质的最稳定状态，其能量水平最低，只有当物质外部的能量被消除后，它才会返回到基态。

激发态和基态之间的关系是物质的基本特征，它们在日常生活中也有着重要的作用。

例如，植物的光合作用就需要激发态的参与，生物的新陈代谢也离不开激发态的参与。

因此，激发态和基态之间的关系是物质的基本特征，对于人类的生活具有重要的意义。

激发态和基态
大多数人是不知道什么是激发态和基态的。

激发态和基态是原子,子和其他物质的性质以及运动的不同状态。

比如，光子拥有激发态和基态，激发态和基态之间有不同的能量关系。

激发态是指原子或分子中电子激发到更高能量状态的状态。

原子的激发态的性质不同于基态。

即，激发态的电子和原子的基态电子有较大的能量差。

比如，氢原子的基态具有最低的能量，其他状态的能量会比基态更高。

基态是指原子或分子中电子处于最低能量状态的状态，也就是电子能量最低的状态。

当原子处于基态时，它的性质就是最稳定的。

例如，氢原子在基态下能达到最低能量，因此它是最稳定的。

激发态和基态之间有相对较大的能量差，因此它们之间有不同的物理性质。

激发态的电子和基态的电子有较大的能量差，可以被认为是原子的一种不同态。

原子在激发态下可以释放能量，在基态下可以吸收能量。

例如，氩原子在激发态下可以释放激光，而在基态下可以吸收激光。

此外，激发态和基态的运动也是不同的。

由于激发态的电子有较大的能量，因此它们的量子跃迁运动更加活跃；而基态的电子能量较低，因此它们的量子跃迁运动较低。

同时，激发态和基态之间还存在较大的温度差，激发态更加热，而基态更加冷。

总之，激发态和基态是原子，分子和其他物质的不同态，它们有着不同的物理性质，运动也是不同的。

激发态电子有较高的能量，可
以释放能量；基态电子有较低的能量，可以吸收能量。

温度也是不同的，激发态更加热，而基态更加冷。

这些性质的不同，让激发态和基态有着其独特的作用，这些作用在人们的生活中也发挥重要作用。

基态和激发态基态和激发态是物理学中两个重要的概念，描述了原子、分子以及其他量子系统的能量状态。

在本文中，我将详细介绍基态和激发态的概念、特征以及它们在科学研究和应用中的重要性。

一、基态和激发态的定义基态是指系统处于能量最低的状态，具有最稳定的能量。

当系统受到外界作用或能量输入时，它可能从基态跃迁到更高能量的状态，这就是激发态。

激发态可以理解为一种较不稳定的、非平衡的状态。

二、基态和激发态的特征1. 基态特征- 能量最低：基态的能量是系统所有可能状态中最低的。

- 最稳定：基态对应着物体的平衡状态，无需外界干预维持。

- 具有固定的量子数：基态下，系统的量子数以及其他物理性质都处于稳定的状态。

2. 激发态特征- 能量较高：激发态的能量高于基态，系统相对不稳定。

- 短暂存在：激发态会在较短的时间内迅速跃迁回基态，使系统重新回到稳定状态。

- 具有不同的量子数：激发态的量子数和其他物理性质会因为能量变化而发生改变。

三、基态和激发态的重要性基态和激发态在科学研究和应用中具有重要的意义和应用价值。

1. 基态的重要性- 研究基态可以揭示系统的稳定性和基本特性。

- 基态作为参照点，可以帮助科学家分析和理解系统的激发行为。

- 通过改变基态的性质，可以调控系统的各种物理性质，实现应用技术的创新。

2. 激发态的重要性- 研究激发态可以揭示系统受到外界干扰后的响应和行为。

- 激发态能量的调控可以实现能量转化和传递，应用于能源领域和器件设计。

- 激发态的存在和跃迁规律对于理解光学、电子学等领域的现象和进一步发展有重要影响。

总结：基态和激发态作为描述量子系统能量状态的概念，在物理学和其他领域中有着广泛的应用和研究价值。

了解基态和激发态的定义和特征有助于我们更深入地理解物质的行为规律和物理过程，推动科学技术的发展和应用。

激发态和基态之间的电荷密度差的平面总和激发态和基态是原子或分子内电子的两种不同状态。

在基态中，电子处于最低能量状态，而在激发态中，电子被激发到较高能量的状态。

这两种状态之间的电荷密度差异可以通过电荷密度差平面来描述。

在基态中，原子或分子中的电子密度分布是比较紧凑的，处于低能量的轨道上。

当分子或原子受到外部激发而处于激发态时，电子会跃迁到较高能量的轨道上，此时电子的密度分布会发生改变，呈现出不同于基态的形态。

电荷密度差平面是一种描述激发态和基态之间电荷密度差异的工具。

它可以通过数学方法计算出激发态和基态的电荷密度分布，并将两者之间的差异通过平面图像展示出来。

这种平面图像可以直观地显示出激发态与基态之间的电荷密度分布差异，帮助人们理解激发态和基态之间的物理和化学性质的变化。

通过研究激发态和基态之间的电荷密度差平面，科学家可以深入了解原子或分子的电子结构和动力学过程。

这对于理解化学反应、光谱学以及材料科学等领域具有重要的意义。

例如，通过比较不同分子在激发态和基态下的电荷密度差异，可以推断分子的反应能力、稳定性以及一些光学性质。

此外，电荷密度差平面还可以帮助研究人员设计新的药物、催化剂和材料。

通过分析激发态和基态之间的电荷密度差异，可以定量地评估不同化合物之间的相互作用强度，从而为有机合成和材料设计提供理论指导。

最近的研究显示，激发态和基态之间的电荷密度差平面对于研究分子内的电子转移和排列有着重要的作用。

通过观察电荷密度差平面的演化过程，科学家们可以发现分子在光激发状态下电子转移和激发态的形成过程。

这对于理解光化学反应、光致变色材料以及光电器件的工作原理具有重要意义。

总之，激发态和基态之间的电荷密度差平面是描述原子和分子内部电荷分布变化的重要工具，它在化学、物理、材料科学等领域都有着广泛的应用前景。

通过深入研究电荷密度差平面，可以帮助人们更好地理解原子和分子内部的结构和动力学特性，为材料设计和化学反应提供理论指导。

第2课时原子的基态与激发态、电子云与原子轨道一、能量最低原理、基态与激发态、光谱1．能量最低原理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。

2．基态原子与激发态原子(1)基态原子：处于最低能量的原子。

(2)激发态原子：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。

(3)基态、激发态相互间转化的能量变化基态原子吸收能量激发态原子释放能量，主要形式为光3．光谱(1)光谱的成因及分类(2)光谱分析：现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。

判断正误(1)处于最低能量的原子叫基态原子() (2)电子跃迁时只吸收能量()(3)日常生活中看到的灯光、焰火等可见光，都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关()(4)由基态转化为激发态的过程中释放能量() (5)电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×应用体验1．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。

产生这一现象的主要原因是()A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应答案 A 解析解答该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化及现象。

在电流作用下，基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会发出红色光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将释放能量，从而产生红光，故A项正确。

2．下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是()A．1s22s22p63s2→1s22s22p63p2 B．1s22s22p33s1→1s22s22p4 C．1s22s2→1s22s12p1 D．1s22s2→1s22s13s1答案 B 解析电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量，形成发射光谱。

第2课时原子的基态与激发态、电子云与原子轨道[目标定位] 1.知道原子的基态、激发态与光谱之间的关系。

2.了解核外电子运动、电子云轮廓图和核外电子运动的状态。

一、能量最低原理和原子的基态与激发态1．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。

(1)处于最低能量的原子叫做基态原子。

(2)当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。

(3)基态、激发态相互间转化的能量变化基态原子吸收能量释放能量，主要形式为光激发态原子2．不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，若用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，则可确立某种元素的原子，这些光谱总称原子光谱。

(1)玻尔原子结构模型证明氢原子光谱为线状光谱。

(2)氢原子光谱为线状光谱，多电子原子光谱比较复杂。

3．可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火,,都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。

(1)基态原子电子按照构造原理排布(即电子优先排布在能量最低的能级里，然后依次排布在能量逐渐升高的能级里)，会使整个原子的能量处于最低状态，此时为基态原子。

(2)光谱分析不同元素的原子光谱都是特定的，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。

1．下列说法正确的是()A．自然界中的所有原子都处于基态B．同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量C．无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发态原子的能量D．激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性答案 B解析处于最低能量的原子叫做基态原子。

电子由较低能级向较高能级跃迁，叫激发。

激发态原子的能量只是比原来基态原子的能量高。

如果电子仅在内层激发，电子未获得足够的能量，不会失去。

2．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。

产生这一现象的主要原因是() A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应答案 A解析解答该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化及现象。

分子轨道理论及基态与激发态分子轨道理论基本概念一、分子轨道：(molecular orbital) 描述分子中电子运动的波函数，指具有特定能量的某电子在相互键合的两个或多个原子核附近空间出现的概率最大的区域。

分子轨道由原子轨道线性组合而成。

二、成键三原则：能量相近、最大重叠、对称性匹配。

只有对称性相同的两个原子轨道才能组成分子轨道。

σ对称：一个原子轨道，取X轴作为对称轴，旋转180°，轨道符号不变。

如S，Px，d x2-y2为σ对称。

π对称：一个原子轨道，取X轴作为对称轴，旋转180°，轨道符号改变。

Py，Pz，d xy是π对称。

由σ对称的原子轨道组成的键——σ键由π对称的原子轨道组成的键——π键三、成键轨道与反键轨道分子轨道与原子轨道的联系：轨道守恒——2个原子轨道线性组合，产生2个分子轨道；能量守恒——2个分子轨道的总能量等于2个原子轨道的总能量；能量变化——每个分子轨道的能量不同于原子轨道的能量组合结果—定会出现能量高低不同的两个分子轨道。

——这是原子轨道线性组合的方式不同所致。

波函数同号的原子轨道相重叠，原子核间的电子云密度增大，形成的分子轨道的能量比各原子轨道能量都低，成为成键分子轨道。

波函数异号的原子轨道相重叠，原子核间的电子云密度减小，形成的分子轨道的能量比各原子轨道能量都高，成为反键分子轨道。

四、电子填入分子轨道时服从以下原则：1、能量最低原理：电子在原子或分子中将优先占据能量最低的轨道。

2、保利不相容原理：在同一原子或分子中、同一轨道上只能有两个电子，且自旋方向必须相反。

3、洪特规则：在能量相同的轨道中（简并轨道），电子将以自旋平行的方式、分占尽可能多的轨道基态与激发态当分子中的所有电子都遵从构造原理的这三个原则时，分子所处的最低能量状态——基态。

通常情况下，分子处于基态。

激发态：当分子获取能量后，分子中的电子排布不完全遵从构造原理，分子处于能量较高的状态——激发态，是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。

原子结构知识：原子的激发态和基态的区别原子是物质的基本单位，也是组成所有物质的基本构建块。

原子由原子核和电子组成，其中电子绕着原子核旋转。

原子有两种状态：基态和激发态。

本文将探讨原子的这两种状态的区别。

首先，我们来谈谈基态。

基态是指原子中所有电子都在它们最低能量的轨道上。

这种状态是最稳定的状态。

一个原子的基态状态可以通过在低压气体中观察原子发射光谱来确定。

当电子吸收一些能量时，它可以从基态进入激发态。

那么，什么是激发态呢？激发态是指原子中至少有一个电子不在它们最低能量的轨道上。

当电子从低能级轨道到高能级轨道时，原子处于激发态。

当电子从高能级轨道到低能级轨道发生跃迁时，原子会释放能量，并回到基态。

电子在轨道之间发生跃迁时，会吸收或释放光子能量。

这些光子被吸收或释放的能量可以通过原子的光谱来测量。

原子的光谱可以确定哪些能量级别可以被电子占据，以及电子从一个水平跃迁到另一个水平会涉及哪些能级。

激发态和基态的区别在于能级。

在激发态中，电子运动的能量比在基态中高。

在基态中，所有电子都在它们最低能量的轨道上。

相比之下，在激发态中，至少有一个电子不在它们最低能量的轨道上，所以它的能量更高。

激发态和基态的区别也可以通过原子的反应和化学行为来表现出来。

当一个原子处于激发态时，它比基态更容易与其它原子或分子相互作用，因为它的能量更高。

例如，激发的氢原子容易与氧分子反应生成水。

对于原子的应用，基态和激发态都有不同的应用。

例如，在荧光灯中，电流通过气体中的气体原子时，会将不少原子的电子处于激发态。

当这些电子从高能量轨道回到低能量轨道时，它们释放能量并发出光。

因此，荧光灯中的光是由激发态到基态的跃迁产生的。

在激光技术中，电子在高能级轨道和基态之间快速跃迁并且放出能量。

这种能量会被聚焦并通过光子释放。

因此，激光技术可以用于医学、研究和其他的应用中。

总而言之，原子的基态和激发态有不同的能量状态，这个状态影响了原子所表现的化学和物理特性。

循环三能级模型一、什么是循环三能级模型？循环三能级模型是量子物理学中对原子、分子等系统的能级结构和过程进行描述和解释的模型。

它是由尼尔斯·玻尔在1913年提出的，被广泛应用于描述原子和分子的能级跃迁以及辐射过程等。

循环三能级模型假设了一个有限数量的能级，比如三个能级，原子或分子在这些能级之间进行跃迁，而能级之间的跃迁是通过吸收或发射电磁辐射来实现的。

二、循环三能级模型的能级结构循环三能级模型中，原子或分子的三个能级按照能量高低排列，通常分别称为基态、激发态1和激发态2。

基态是最低能量的状态，激发态1和激发态2的能级高于基态。

能级之间的跃迁通常是由外界的电磁辐射引起的。

循环三能级模型中的能级结构可以用下面的示意图表示：-------------激发态2 | |-------------激发态1 | |-------------基态 | |-------------三、循环三能级模型的能级跃迁过程循环三能级模型中的能级跃迁过程包括吸收和发射辐射两个方向。

1. 吸收辐射当外界的辐射与原子或分子的基态相互作用时，能量被吸收并导致原子或分子从基态跃迁到激发态1或激发态2。

吸收辐射的频率由能级差决定，即外界辐射的能量要与能级差相匹配。

2. 发射辐射当原子或分子处于激发态1或激发态2时，它们可以通过发射辐射的方式返回到基态。

发射辐射的频率同样由能级差决定。

3. 辐射衰减在循环三能级模型中，激发态1和激发态2都是临时的能级，它们会经历自发衰减过程返回到基态。

自发衰减意味着原子或分子在没有外界辐射的情况下，仍然会发射电磁辐射并返回基态。

四、应用与拓展循环三能级模型是理论物理学的基础，它在解释和描述原子、分子的能级结构和能级跃迁等过程中起着重要的作用。

以下是一些应用与拓展领域：1. 原子光谱循环三能级模型被广泛应用于解释原子的光谱现象。

例如，氢原子的光谱可以通过该模型来解释：吸收光谱对应于电子从基态跃迁到激发态，而发射光谱对应于电子从激发态返回到基态。