主な違い - 基底状態と励起状態
原子は、原子核とその周りを運動する電子から構成されています。電子は原子内で特定の場所を持っていません。それらは、核の周りのどこかにある「確率」しかありません。これらの確率によると、科学者は、電子を含む確率が最も高い個別のエネルギー準位を発見しました。これらのエネルギー準位には、一定量のエネルギーを持つ電子が含まれています。原子核に近いエネルギー準位は、遠いエネルギー準位に比べてエネルギーが低くなります。原子に一定量のエネルギーが与えられると、電子が低エネルギー準位から高エネルギー準位に移動することにより、基底状態から励起状態に移動します。基底状態と励起状態の主な違いは、基底状態はシステム内の電子が可能な限り低いエネルギーレベルにある状態であるのに対し、励起状態は基底状態よりも高いエネルギーを持つシステムの状態です。
対象となる主な分野
1.基底状態とは
– 定義、説明
2.興奮状態とは
– 定義、説明
3.基底状態と励起状態の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:原子、原子核、電子、エネルギー準位、励起状態、基底状態、真空状態
Ground State とは
基底状態とは、システム (原子、分子、またはイオン) 内のすべての電子が可能な限り低いエネルギー レベルにある状態を指します。したがって、電子が「ゼロ」エネルギーレベルにあるため、基底状態は励起状態と比較してエネルギーを持たないことが知られています。基底状態は真空状態とも呼ばれます .
基底状態の原子にエネルギーが与えられると、エネルギーを吸収して励起状態に移行できます。しかし、励起状態の寿命は短いため、原子は基底状態に戻り、次の図に示すように吸収されたエネルギーを放出します。
図 1:吸収されたエネルギーの放出
したがって、基底状態は励起状態に比べて安定性が高く、寿命が長くなります。基底状態の原子では、電子と原子核の間の距離は可能な限り最小の距離になります。電子は原子核の近くに存在します。
興奮状態とは
原子の励起状態とは、その原子の基底状態よりも高いエネルギーを持つ状態を指します。ここでは、1 つまたは複数の電子が可能な限り低いエネルギー準位にありません。電子は、外部から与えられたエネルギーを吸収して、より高いエネルギー準位に移動しました。しかし、励起状態に移行するためには、提供されるエネルギー量は、2 つのエネルギー準位間のエネルギー差に等しくなければなりません。そうでなければ、励起は起こりません.
しかし、励起状態は安定ではありません。これは、より高いエネルギー準位が安定しておらず、原子が吸収したエネルギーを放出して基底状態に戻る傾向があるためです。この放射は、輝線を持つ電磁スペクトルの形成につながります。
図 2:励起状態からの吸収エネルギーの放出
励起状態はエネルギーが高いために不安定であるため、励起状態の寿命は非常に短いです。ここで、原子核と電子の間の距離は、可能な最小距離ではありません。
基底状態と励起状態の違い
定義
基本状態: 基底状態とは、システム (原子、分子、またはイオン) 内のすべての電子が可能な限り低いエネルギー レベルにある状態を指します。
興奮状態: 励起状態は、基底状態よりも高いエネルギーを持つシステムの状態です。
エネルギー
基本状態: システムの基底状態は、エネルギーが「ゼロ」であることが知られています。
興奮状態: システムの励起状態は高エネルギーです。
安定性
基本状態: 基底状態は非常に安定しています。
興奮状態: 励起状態は非常に不安定です。
生涯
基本状態: 基底状態の寿命は長いです。
興奮状態: 興奮状態の寿命は短いです。
原子核からの距離
基本状態: 基底状態の電子と原子核の間の距離は、可能な限り最小の距離です。
興奮状態: 励起状態の電子と原子核の間の距離は、基底状態の距離に比べて大きくなります。
電子の位置
基本状態: 基底状態では、電子は可能な限り低いエネルギー準位に位置しています。
興奮状態: 励起状態では、電子はより高いエネルギー準位に位置しています。
結論
系の基底状態と励起状態は、2 つのエネルギー準位間の電子の移動に関連しています。基底状態と励起状態の主な違いは、基底状態はシステム内の電子が可能な限り低いエネルギーレベルにある状態であるのに対し、励起状態は基底状態よりも高いエネルギーを持つシステムの状態であるということです.
参照:
1.「基底状態」。 OChemPal、こちらから入手できます。
2.「Ground State Vs.原子の励起状態:決定的な分析」。 ScienceStruck、こちらから入手できます。
画像提供:
1.「Spontaneousemission」Ilmari Karonen – http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Spontaneousemission.png (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2.「Bohr-atom-PAR」英語版ウィキペディアの JabberWok (CC BY-SA 3.0)、コモンズ ウィキメディア経由
