为什么液氧是蓝色,而氧气无色透明呢


为什么液氧是蓝色,而氧气无色透明呢

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这个牵扯到比较高阶的化学,里面有单线态和三线态以及分子轨道理论,一般研究生水平才会学到 。
o2的最外层已占用轨道(homo)有孤对电子,在基态时孤对电子为三线态(triplet
state) 。
如果这时有能量使其成为激发态(单线态,singlet
state),那么就发生能级跃迁,跃迁时吸收的能量为630nm,即红色的光,那么根据互补色原理,这时应该显示红色的互补色,也就是蓝色 。
一般情况下,三线态向单线态的跃迁为禁阻跃迁,只有两分子的氧原子和一个光子在一起时跃迁才可能发生 。
(如果看不懂以上,请直接从这里开始看)
【为什么液氧是蓝色,而氧气无色透明呢】这是一个三分子反应(3-body
process),如果比喻成小球,就是三个小球恰好碰到一起才能反应 。这个几率在液氧中容易实现 , 而在气态氧的情况下,由于分子间空隙大,两个氧分子和一个光子撞到一起的几率很小,只能用仪器观察 。而肉眼是没法分辨的(当然,在高压环境下,气态氧撞击几率更大,可以显示蓝色) 。
在标准状况下,氧气的密度是1429g∕L,比空气的密度(1293g∕L)略大 。它不易溶于水,在室温下,1L水中只能溶解于约30mL氧气 。在压强为101kPa时,氧气在-183°C时变为蓝色液体 , 在-218°C时会变成淡蓝色雪花状的固体 。