1。量子化されたエネルギーレベルの電子:
*原子内の電子は、連続したエネルギーに存在しません。代わりに、それらは特定の量子化されたエネルギーレベルを占有します。これらのレベルは、はしごの上のラングのようなもので、各ラングは特定のエネルギー値を表しています。
*最低のエネルギーレベルは基底状態と呼ばれます。より高いエネルギーレベルは励起状態と呼ばれます。
2。光の吸収と放出:
* 吸収: 電子がエネルギーを吸収すると(光の光子から)、より高いエネルギーレベルに跳ね上がります。吸収されるエネルギーの量は、2つのレベル間のエネルギーの差に正確に等しくなります。
* 排出: 励起状態の電子がエネルギーレベルの低下に戻ると、光の光子として過剰なエネルギーを放出します。放出された光子のエネルギーは、2つのレベル間のエネルギーの違いに等しくなります。
3。光との関係:
* 周波数とエネルギー: 放出または吸収される光の頻度は、関連するエネルギーレベル間のエネルギー差に直接比例します。エネルギー遷移が高いと、より高い周波数(および短い波長)光が発生します。
* スペクトル線: 電子は特定のエネルギーレベルのみを占めることができるため、原子は特定の個別の周波数で光を放出および吸収します。これは、原子によって放出または吸収される光に見られる特徴的な明るい線(放射スペクトル)または暗い線(吸収スペクトル)につながります。これらの線は指紋のように機能し、各要素を一意に識別します。
例:
*水素原子には、その基底状態に電子があります(n =1)。適切なエネルギーで光の光子を吸収すると、電子は励起状態にジャンプします(n =2)。
*電子が基底状態に戻ると、光の光子として吸収されたエネルギーを放出します。この放出された光子には、n =2とn =1レベルのエネルギー差に対応する特定の周波数(および波長)があります。
要約:
原子によって放出される光は、その電子のエネルギー遷移の直接的な結果です。各要素には一意のエネルギーレベルがあり、原子を識別および研究するための強力なツールとして機能する特徴的なスペクトルラインにつながります。