Очень легкая химия (почти) ep3⁠⁠

Разобрав тему атомных орбиталей следует отойти от химии и рассмотреть явление, чаще рассматриваемое в курсе физики, я говорю о переходах электронов между энергетическими уровнями и эффектах, сопровождающие это явление.

Вы все знаете, что электроны заполняют уровни по порядку, от низшего к высшему, однако стоит отметить, что энергия уровня характеризуется не только главным квантовым числом, а специальной формулой, например 4s орбиталь обладает меньшей энергией, чем 3d. Думаю у вас может возникнуть вопрос, причем здесь энергия, дело в том, что электроны как и люди слишком ленивые, они всегда, как и всё в природе стремятся находиться в состоянии с наименьшей энергией, то есть поближе к ядру, чтобы сила "удержания" электрона на орбитали была меньше. Тогда почему сначала 4s, прикол в том, что она из-за своей формы находится ниже, чем 3d, хотя казалось бы.

Из рассуждений выше можно предположить возможный переход электрона на другие уровни, для этого нужно сообщить ему лишнюю энергию, но сколько?, куда денется избыток?

К ответу на этот вопрос пришел Макс Планк, суть его гипотезы в сходстве энергии с электрическим зарядом, это означает, что есть некоторая наименьшая единица энергии (очень приближенно, но максимально понятно), такую единицу назвали квантом, тогда причем же здесь переходы электронов, как раз при переходе электрона на другой энергетический уровень, тот самый квант энергии поглощается или выделяется, но в виде чего?

Есть несколько основных способов выделения энергии атомом: движение, то есть колебание, или проще нагрев, и выделение света. Возможно вы слышали выражение "квант света" оно отсюда.

Давайте разберем механизм этого процесса. Фотон (частица света, или электромагнитная волна) врезается (очень образно говоря) в электрон, офигевая от такой ситуации и прилива жизненных сил, он перескакивает на другой уровень, но, осознав тленность бытия, а если точно из-за крайней нестабильности своего текущего состояния, электрон сразу же перескакивает обратно, и, правильно, испускает свет, какая красота.

Существуют и более сложные механизмы взаимодействия света и электронов, это такие явления как фосфоресценция и флуоресценция. Их изучает фотохимия, о них в следующей части.