原子能量最低的狀態

原子能量最低的狀態通常被稱為基態(ground state)。在基態下,原子中的電子填充在能量最低的電子層或亞層中,並且滿足泡利不相容原理、能量最低原則和洪特規律。

對於一個給定的元素,原子的基態是當所有電子都填充到最內層的電子層(K層),然後是次內層(L層),接著是M層,以此類推。在每一層中,電子會先填充能量最低的亞層,例如K層有1s亞層,L層有2s和2p亞層,M層有3s、3p和3d亞層等。

在基態下,原子是最穩定的,因為它們的電子結構具有最低的能量。當原子吸收能量時,電子可以躍遷到更高的能級,這時原子就會處於激發態。激發態的原子是不穩定的,它們會很快地回到基態,同時可能會釋放出能量,例如以光子的形式釋放出光譜線。

需要注意的是,原子的能量狀態不僅取決於電子層和亞層的填充情況,還與電子自旋狀態有關。在多電子原子中,電子會盡可能地以最低的能量排列,並且會避免自旋平行排列,除非沒有其他選擇。這種排列規則會影響原子的能量狀態和化學性質。