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為什麼元素種類決定于最外層電子

生活更新时间:2024-12-28 04:44:00

為什麼元素種類決定于最外層電子（電子總喜歡在穩定态）1

如果你有一個打火機，你會發現當火焰經過中間的金屬時，它會變成綠色。在分子水平上，火焰一般不會因為溫度差異而發生顔色的變化。

那麼為什麼打火機在碰到金屬時，顔色會發生變化呢？

這其實是原子内電子能級的躍遷，如果我們采用玻爾模型，它假設電子在既定軌道上繞原子核旋轉，每一個軌道都有相應的能量。

為什麼元素種類決定于最外層電子（電子總喜歡在穩定态）2

電子在較低能級時更穩定，因此電子更傾向于在那裡。

當你給電子提供能量(以火焰或熱能的形式)時，它們會被激發并躍遷到更高的能級。然而，在較高的能級，電子是不穩定的，最終會下降到較低的能級。

為什麼元素種類決定于最外層電子（電子總喜歡在穩定态）3

圖為：電子總是喜歡躍遷到穩定态

當這種情況發生時，它們吸收的能量必須以某種方式消除，這就是我們看到的光，這也意味着電子射出光子的能量等于兩個能級之間的能量差。

不同的能量光子有不同的波長或頻率，而電磁波的波長決定了光的顔色。

高能量波是紫色的，(當它們進入紫外線波長，肉眼便無法看到)，而低能波是紅色的(當獲得足夠低的能量進入紅外線區域時)。

為什麼元素種類決定于最外層電子（電子總喜歡在穩定态）4

火焰的顔色因能量水平的不同而變化。每個元素有固定的能級，所以我們能得到不同顔色的唯一方法就是在火焰中使用不同的元素，或者把電子激發到更高的能級。

不幸的是，後一種方法對我們來說并不真正可行。大多數電子會躍遷到第二能級，而很少有電子會躍遷到更高的能級，這意味着任何不同顔色的光子都不會出現在其他光中。

我們常見元素的顔色是：銅-藍綠色，鉀-紫丁香，鐵-紅色，鈉-黃色(像鈉路燈!)，锂-暗紅色，鋇-綠色。

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