主要區別
基態和激發態的主要區別在於,在原子基態中,電子處於最低能級,而在激發態時,原子中的電子比基態含有更高的能量。
基態(ground state) vs. 激發態(excited state)
基態是原子中電子能量最低的狀態,而激發態是電子比基態能量更高的狀態。在基態,一個系統被稱為零能量;另一方面,在激發態,系統被稱為具有更高的能量。
基態電子是高度穩定的,只要原子穩定就可以保持這種狀態;相反,處於激發態的電子是高度不穩定的。基態電子具有較高的壽命,而激發態電子的壽命較短。
對於處於基態的電子,電子和原子核之間的距離是最小和最短的距離;然而,在激發態,電子和原子核之間的距離要大一些。在基態,電子處於它們的最低能級,而在激發態,電子處於較高的能級。
一個電子必須以光子的形式損失能量,才能接近更低的能級才能達到基態,但要達到激發態,電子會被激發並獲得能量,因此,它會將最低能級留給更高的能級。
比較圖
什麼是基態(ground state)?
基態被稱為原子的所有成分都處於其最低可能能級的狀態。因此,在基態下,系統被稱為具有零能量狀態,其中電子為零能量,並且被發現更穩定。
它是一種原子中電子能量最低的狀態,只要原子穩定,它就可以保持這種狀態。因此,原子不再回到任何進一步的狀態,而是保持在基態。這就是導致電子基態壽命更高的原因。量子場論中基態的另一個術語是真空態。
由於一些原子和分子含有一個以上的基態,一些原子在基態或激發態的傾向上可能具有不同的能力。其中一些有兩個基態,在那裡電子發現自己是穩定的。
對於有兩個基態的原子,有一個特定的原子稱為簡併。例如,在氫的情況下,有兩個基態,並且已知簡併。原子或分子的退化是由一個非平凡么正算符與哈密頓算符與特定系統的交換所導致的。對於包含較低溫度或零溫度的系統,已知處於基態。
對於處於基態的電子,電子和原子核之間的距離是最小和最短的距離,因為它們位於原子中,因為低能級離原子核更近。因此,在這些能級中發現了穩定的能量電子,也就是說,這些電子位於它們的最低能級。
如果電子已經處於激發態,透過吸收能量達到基態。因此,這些電子以光子的形式損失能量,以接近更低的能級。現在,有一些元素及其相對基態配置的例子。和鋰一樣,基態配置將是1s22s1。
什麼是激發態(excited state)?
相反地,激發態被稱為原子的所有組成部分都處於比基態低能級更高的能級的狀態。因此,在激發態,一個系統被稱為有一個更高的能量狀態,其中電子有更高的能量,因此被發現不太穩定。因此,在原子的這個能級上,這些電子不能長時間保持這種狀態,而是釋放能量,達到穩定狀態。
激發態總是傾向於失去能量而變成基態。這是因為,在激發態下,這些電子會調整它們的能量。它會因為失去能量而回到一個較低的能量狀態,而能量是它在基態吸收到激發態的。這種失去能量並回到基態的過程被稱為衰變,這就是這些激發態電子壽命較短的原因。
處於基態的原子是用能量激發的;激發電子的能量應該等於兩個能級之間的差。如果減少,激發過程將無法完成,電子將保持在那個能級。
對於處於激發態的電子,電子和原子核之間的距離更大,因為這些電子所在的殼層位於外層區域。因此,高能電子在這些能級中被發現,它們在高能中的位置有關。
電子必須獲得能量才能達到激發態。因此,在獲得能量後,它們從較低的能量水平轉移到更高的能量水平。此時,以鋰為例說明它們的相對激發態構型。在鋰中,激發態組態為1s23p1。
主要區別
- 基態是原子中電子所含能量最低的狀態,相反,激發態是電子比基態能量更高的狀態。
- 為了達到基態,電子必須失去能量才能達到較低的能級;另一方面,為了達到激發態,電子被激發離開最低能級而進入更高能級。
- 基態方法被稱為零能量;另一方面,激發態系統被稱為具有更高的能量。
- 基態電子是高度穩定的;然而,處於激發態的電子是高度不穩定的。
- 基態電子具有較高的壽命;相反,激發態電子的壽命較短。
- 處於基態的電子與原子核的距離最小;然而,在激發態下,電子與原子核之間的距離更大。
- 在基態,電子處於最低能級;另一方面,在激發態,電子處於較高的能級。
結論
基態是電子在原子中能量最低且趨於高度穩定的狀態,但激發態是電子比基態能量更高、穩定性更低的狀態。