Question

一个高中物理问题，求解释！！

我们知道，物质的颜色是电子跃迁时放出的电磁波频率决定的，氯元素有三层电子，那么，氯气是黄绿色的，是第3层的电子跃迁到第二层造成的吗？那第二层不就可以有9~15个电子了吗？

Answer 1

具体的波长得算过才知道，一般就是氯气的分子轨道最高级轨道上的电子吸收某一频率的光子跃迁到更高的轨道，然后再跃迁回来的同时放出该光子。由于放出的光子方向是散乱的，于是眼睛看到的方向上这个频率的光子会减少，看到的就是相应的补色。还有就是分子的电子跃迁不能简单得看原子轨道，具体的可以参考分子轨道理论。

顺便任何情况下，氯原子二层的电子都不会超过8个，关于这个的计算要看量子化学，那一块我也没学好。但是结论性的就是二层的只有1个s轨道和3个p轨道，每个轨道最多只能有自旋相反的两个电子（泡利不相容原理），也就是最多只能容纳8个。

还有就是，物质的颜色不一定是跃迁放出的电磁波的颜色，平常的状态下，表现出跃迁时被吸收光的补色的情况比较多。

Answer 2

氯气是黄绿色的应该是生活常态，与电子跃迁无关。

此外电子跃迁是原子的特殊状态，元素的电子排布是指基态原子，非跃迁时的原子

追问

那它为什么是黄绿色的？不是电子跃迁？

追答

怎么说呢，电子跃迁，因该发生在强光激光或弧光照射等高能状态时；黄绿色可能也和跃迁有一定关系吧，氯气和碘单质的颜色都是因为分子的振动和转动导致物质能量的变化 吸收其互补色造成的
以下对你应该有帮助：
一、物质呈现的颜色与它吸收的光的颜色有一定关系.如当白光通过硫酸铜溶液时, 硫酸铜溶液与硫酸铁溶液铜离子选择性地吸收了部分黄色光,使透射光中的蓝色光不能完全互补,于是硫酸铜溶液就呈现出蓝色.由于透射光中其它颜色的光仍然两两互补为白色,所以物质呈现出的颜色恰恰就是它所吸收的光的互补色.
若物质对白光中所有颜色的光全部吸收,它就呈现出黑色;若反射所有颜色的光,则呈现出白色;若透过所有颜色的光则为无色.
二、
物质在光源（如太阳光）提供的能量作用下，构成物质元素的原子中的电子，发生了以基态到激发态，又以激发态回到基态的跃迁，导致物质选择性地吸收或发射相应特定的光波，从而显示其特有的颜色。如果物质吸收光能后进行电子跃迁所产生的发射光谱在可见光范围之内，物质的颜色则实际上为其吸收的入射光的互补色与发射光谱产生的光的混合色；若产生的发射光谱不在可见光范围之内，物质的颜色则取决于物质吸收入射光后产生的互补色。
1 单质
非金属　第一类：小分子物质（包括稀有气体和双原子分子）。对于稀有气体，其原子的最外层电子数都为8（He最外层电子数为2），均已达到稳定结构，而可见光的能量不足以使其电子激发，即可见光可以完全透过稀有气体，故稀有气体都是无色的气体。对于双原子分子，若两原子之间的化学键强度大（如H2、O2、N2等），它们分子中的外层电子都难以接受能量发生电子跃迁，故一般显无色；若两原子之间的化学键比较弱，即分子中的共用电子对受两原子核的束缚力越小，则分子对能量较小的光的吸收较强，从而呈现出的颜色有变深的趋势，如卤素分子中单质氟为淡黄绿色，氯气为黄绿色，溴为红棕色，碘为紫黑色。第二类：多原子分子物质，如As4、S8等。它们的元素原子因内层电子较多，p轨道倾向于以头碰头的形式形成σ键，故外层电子易于在接受可见光提供的能量后发生电子跃迁，从而使物质显示一定的颜色。如分子晶体砷和单质磷均显黄色。
实在不行你再看看这：http://wenku.baidu.com/view/ed00b8b069dc5022aaea00ff.html

追问

让我自己来回答自己的问题吧！ 首先，电子跃迁在阳光下就可以发生，因为阳光中本来就包含低至红外线高至紫外线的各种频率的光，难道紫外线都不足以使它发生跃迁？其次，电子跃迁不是发生在不同的电子层，而是发生在不同的能级，一个电子层可以有不同的能及，并不是你理解的那样。具体化学选修5P8。所以！不太懂就请闭嘴，不要让似懂非懂的回答误导别人！！

追答

那好吧，你说的有道理，可你也没解释氯气为什么是黄绿色，是因为固定的能层能量差吗？我后面附的文件绝对是正确的。
我理解的哪里错了，首先我说的一般让你画的电子排布是指基态原子，肯定没错。后来我不也说了可能也和跃迁有一定关系吗？没有否定
文件中最后一段我也解释了氯气颜色原理啊！
您有何高见，望指教

Answer 3

氯气的黄绿色与电子跃迁无关，电子需要特殊刺激才会跃迁到较高能级，基态的电子能量要比激发态的能量小。

Answer 4

是先第二层跃迁到高能级，高能级再跃迁回第二层

追问

能解释一下吗？

追答

就是原子能量多了，或者说电子能量高了，有一定概率跃迁
即使能量不高，根据不确定性也能跃迁，参看量子力学
跃迁后，由于电子首先填充低能级，高能级不稳定所以往低能级跃迁放光

不过他应该与跃迁无关，这是它吸收了白光后的颜色，应该吸收了其他光
其实这种东西没必要纠结，事实是什么样就是什么样