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原子轨道(1)定义:电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。(2)形状①s电子的原子轨道呈球形,能层序数越大,原子轨道的半径越大。 A. 碳原子由基态变为激发态 B. 碳原子由激发态变为基态

更新时间:2026-06-15 20:45:09   栏目: 中华词典

原子轨道(1)定义:电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。(2)形状①s电子的原子轨道呈球形,能层序数越大,原子轨道的半径越大。 A. 碳原子由基态变为激发态 B. 碳原子由激发态变为基态 C. 该过程将产生发射光谱 D. 碳原子要向外界环境释放能量

当碳原子的电子从2s轨道跃迁到2p轨道时，其电子排布由基态（2s²2p²）转变为激发态（2s¹2p³），这一过程对应选项 A. 碳原子由基态变为激发态。

从电子排布的本质来看，基态碳原子的价层电子遵循能量最低原理，2s轨道填充2个电子，2p轨道填充2个未成对电子（分占两个p轨道）。而激发态时，2s轨道的一个电子吸收能量跃迁到空的2p轨道，形成四个未成对电子（2s¹2p³），这种排布变化在轨道杂化理论中是成键的关键步骤——例如甲烷分子中碳原子通过sp³杂化形成四个等价C-H键，正是以激发态为中间过程。

该过程的能量变化特性排除了其他选项：激发态碳原子能量高于基态，需要吸收能量而非释放能量（排除D），且激发态更不稳定。发射光谱产生于电子从高能级向低能级跃迁（释放能量），与题目描述的电子吸收能量“升级”过程相反（排除C）。因此，只有电子从低能级向高能级的跃迁符合“基态→激发态”的定义。

这一现象揭示了化学反应中“能量先升后降”的普遍规律：尽管激发过程消耗能量，但后续成键释放的能量远超激发所需，最终使分子体系更稳定。例如甲烷的生成焓为-74.8 kJ/mol，正是这种能量补偿机制的体现。

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