电子跃迁
| 电子跃迁 |
电子跃迁本质上是组成物质的粒子（原子、离子或分子）中电子的一种能量变化。根据能量守恒原理，粒子的外层电子从低能级转移到高能级的过程中会吸收能量；从高能级转移到低能级则会释放能量。能量为两个能级能量之差的绝对值。
目录
简介
根据分子轨道理论，在有机化合物分子中与紫外一可见吸收光谱有关的价电子有三种：形成单键的σ电子，形成双键的π电子和分子中未成键的孤对电子，称为n电子，也称为p电子。当有机化合物吸收了紫外光或可见光，分子中的价电子就要跃迁到激发态，其跃迁方式主要有四种类型，即σ→σ*，n→σ*，π→π*,n→π*。各种跃迁所需能量大小为：σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π*。电子能级间位能的相对大小如图《分子轨道能级图和跃迁类型》所示。一般未成键孤对电子n容易跃迁到激发态。成键电子中，π电子较σ电子具有较高的能级，而反键电子却相反。故在简单分子中的n→π*跃迁需要的能量最小，吸收峰出现在长波段；π→π*跃迁的吸收峰出现在较短波段；而σ→σ*跃迁需要的能量最大，出现在远紫外区。许多有机分子中的价电子跃迁，须吸收波长在200～1000nm范围内的光，恰好落在紫外-可见光区域。因此紫外-可见吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的，也可以称它为电子光谱。
评价
电子跃迁的一个例子就是焰色反应。某些金属或它们的挥发性化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应。灼烧金属或它们的挥发性化合物时，原子核外的电子吸收一定的能量，从基态跃迁到具有较高能量的激发态，激发态的电子回到基态时，会以一定波长的光谱线的形式释放出多余的能量，从焰色反应的实验里所看到的特殊焰色，就是光谱谱线的颜色。自然界有无数的放射源：宇宙星体、太阳、地球上的海洋、山岭、岩石、土壤、森林、城市、乡村、以及人类生产制造出来的各种物品，凡在绝对零度（-273.15℃）以上的环境，无所不有地发射出不同程度的红外线。现代物理学称之为热射线。由能量守恒定律得知，宇宙的能量不能发生，也不会消失，只可以改变能量的方式。热能便是宇宙能量的一种，可以用放射（辐射）、传导和对流的方式进行转换。在放射的过程中，便有一部份热能形成红外线、白金线。几十年前，航天科学家调查研究，太阳光当中波长为 8~14μm的远红外线是生物生存必不可少的因素。因此，人们把这一段波长的远红外线称为“生命光波”。这一段波长的光线，与人体发射出来的远红外线的波长相近，能与生物体内细胞的水分子产生最有效的“共振”，同时具备了渗透性能，有效地促进动物及植物的生长。21世纪开始，权能量子带领光谱领域进入新的纪元，材料科技研究进入纳米科技的等级，可生成比远红外线光谱更长的光谱，就是白金线被现代科学命名为“权能量子光谱”。新技术权能量子的发现，释放波长为1000-1600μm，把跃迁的实际效能体现的淋漓尽致。[1]