Kakšno je vzburjeno stanje atoma?

Leta 1905 je J. Thomson predlagal prvi model strukture atoma, po katerem je to pozitivno nabita krogla, znotraj katere se nahajajo delci z negativnim nabojom - elektroni. Električno nevtralnost atoma je bila razložena z enakim učinkom krogle in vseh njegovih elektronov.

Za zamenjavo te teorije leta 1911 je prišel planetarni model, ki ga je ustvaril Rutherford: v središču je jedrska zvezda, ki predstavlja večji del celotnega atoma, orbita okoli nje, vrtenje planetnih elektronov. Toda v prihodnosti so rezultati poskusov dvomili o pravilnosti tega modela. Na primer iz Rutherfordovih formul sledi, da se lahko elektronske hitrosti in njihovi polmeri neprestano spreminjajo. V tem primeru bi ves čas spektra opazili neprekinjeno sevanje. Vendar pa rezultati poskusov kažejo linearne spektre atomov. Obstajajo tudi nekatere druge protislovja. Kasneje je N. Bohr predlagal kvantni model struktura atoma. Treba je opozoriti na zemeljsko in vzbujeno stanje atoma. Ta značilnost omogoča zlasti razlago valence elementa.

Vzbujeno stanje atoma je vmesna stopnja med državo z ničelno stopnjo energije in jo presega. Je izredno nestabilen, zato zelo kratkotrajen - trajanje je milijoninec sekunde. Vzbujeno stanje atoma se pojavi, ko se ji sporoči dodatna energija. Na primer, njegov vir je lahko delujoča temperatura in elektromagnetna polja.

V poenostavljeni obliki klasična teorija atomske strukture trdi, da negativno napolnjeni nedeljivi delci, elektroni vrtijo okoli jedra na določenih razdaljah vzdolž krožnih orbit. Vsaka orbita ni črta, kot se morda zdi, ampak energijski "oblak" z več elektroni. Poleg tega ima vsak elektron lastno vrtenje (vrti okoli svoje osi). Polmer orbite vsake elektronke je odvisen od njegove ravni energije, zato je notranja struktura v odsotnosti zunanjega vpliva dovolj stabilna. Njegova kršitev - vzbujeno stanje atoma - se pojavi, ko se sporoči zunanja energija. Posledično je v zadnjih orbitih, kjer je sila interakcije z jedrom majhna, pa se parni spinovi elektronov razpadajo in posledično pride do njihovega prehoda v nenaseljene celice. Z drugimi besedami, v skladu z zakon o varstvu energije prehod elektronov na višje energijske ravni spremlja absorpcija kvantov.

Razmislimo vzbujeno stanje atoma na primeru atoma arzena (As). Njegova valenca je tri. Zanimivo je, da je ta vrednost veljavna samo v primeru, ko je element v prostem stanju. Ker je valenca določena s številom neparnih vrtljajev, ko atom prejme zunanjo energijo v območju zadnje orbite, se pri prehodu delca na prosto celico opazuje parjenje. Posledično se spremeni orbita. Ker energijski podrazredi preprosto spremenijo mesta, prehod nazaj (rekombinacija) v osnovno stanje atoma spremlja sproščanje ekvivalenta absorbirane energije v obliki kvant. Vrnitev na primer z arzenom: zaradi spremembe števila nespremenjenih vrtljajev v vzbujanem stanju, valenca elementa ustreza petim.

Shematično je vsa zgornja naslednja: ko zunanja energija oskrbuje z atoma, zunanji elektroni so premaknjeni v večji oddaljenosti od jedra (polmer osi se povečuje). Ker pa proton v jedru ostane, je skupna vrednost notranja energija atom postane večji. V odsotnosti stalne oskrbe z zunanjo energijo se elektron hitro vrne v svojo nekdanjo orbito. V tem primeru se presežek njegove energije sprosti v obliki elektromagnetnega sevanja.