电子得到能量后为什么不能长存在高能轨道，而要再释放能量到低能轨道？
首先，我们要明白，原子中的电子并非像行星围绕太阳那样，可以自由地在某个轨道上“待着”。电子在高能轨道上的存在，本质上是它吸收了特定能量的光子（或通过其他方式获得能量）后，暂时跃迁到了一个更高的能级。这个能级，顾名思义，代表着电子所拥有的能量比在低能轨道时要高。
为什么高能轨道不是“终点”？
这里的关键在于“稳定”的概念。在量子力学中，我们谈论的轨道，实际上是指电子在原子核周围出现概率的区域，这些区域也被称为“能级”或“电子云”。每一个能级都有其固定的能量值。
1. 能量的“离散性”： 原子中的电子能级不是连续的，而是离散的。这意味着电子只能存在于某些特定的、量子化的能级上，而不能处于两个能级之间的任何能量状态。当电子吸收了能量，它会“跳跃”到一个能量更高的、允许存在的能级上。
2. “激励”状态与“基态”： 电子所在的最低能级，我们称之为“基态”。这是电子在没有额外能量输入时最稳定、能量最低的状态。当电子吸收能量跃迁到更高的能级时，它就处于一个“激发态”。激发态的电子，虽然暂时获得了更高的能量，但它并不处于最稳定的状态。
3. 能量“过剩”与“诱惑”： 想象一下，你爬上了一座高山，你拥有了比在山脚下更高的势能。但是，站在山顶并不总是最舒适、最自然的。同样，处于激发态的电子，其能量“过剩”了，它“渴望”回到能量更低的、更稳定的状态。这个“渴望”并非情感上的，而是物理上的一种趋势。
电子如何释放能量？
当电子处于激发态时，它会非常不稳定。这种不稳定导致它倾向于寻找一种方式来释放多余的能量，从而回到一个更低的能级。最常见的释放能量的方式是通过发射一个光子。
1. 光子的发射： 电子从一个高能级跃迁到另一个低能级时，它所“携带”的能量差，会以一个特定能量的光子（也就是光，电磁辐射）的形式被发射出来。这个光子的能量恰好等于它所跃迁的两个能级之间的能量差。例如，如果一个电子从能量为 E2 的轨道跃迁到能量为 E1 的轨道，那么它会发射一个能量为 hν = E2 E1 的光子，其中 h 是普朗克常数，ν 是光的频率。
2. 辐射的“自发性”： 这种能量的释放（光子发射）是原子在激发态下一种自然的、自发的行为。它就像一个钟摆，一旦被拨动，最终会因为摩擦而回到静止状态，只不过这里释放的是能量。
3. “寿命”的概念： 处于激发态的电子并非无限期地停留。它会在某个平均寿命之后，自发地跃迁回低能级。这个寿命取决于电子所在的能级和原子的具体结构，通常非常短，以纳秒甚至更短为单位。
为什么不能“长存在”？
“长存在”这个说法，在量子力学的语境下，需要更精确地理解。
短暂的“停留”： 电子从吸收能量到回到低能级，这个过程是一个动态的、短暂的“停留”。它并不是一个静止不动、长久稳定的状态。
最稳定是基态： 原子最稳定、能量最低的状态就是所有电子都处于各自的基态（或允许的最低能级）。任何偏离这个状态的行为，本质上都是一种“暂时的”偏离，系统会倾向于恢复到其最低能量状态。
违反能量守恒？ 如果电子能够无限期地长存于高能轨道，而不释放能量，那将意味着原子能够无中生有地“储存”能量，这违背了能量守恒定律。电子的激发本身就是吸收了外界能量，而其最终回到低能级并释放能量，正是能量守恒的体现。
举个例子：
想想一个霓虹灯管。当电流通过时，气体原子中的电子吸收能量，跃迁到高能级。这些处于激发态的电子很不稳定，它们会迅速跃迁回低能级，并发射出特定能量的光子。这些光子的颜色（也就是能量）取决于原子本身的结构和能级差。这就是为什么不同的气体在放电时会发出不同颜色的光。如果电子能长久停留在高能轨道，我们就看不到这些漂亮的光了。
总结一下，电子得到能量后不能长存在高能轨道，是因为：
1. 原子能级是量子化的，电子的跃迁是离散的。
2. 高能轨道是“激发态”，并非原子最稳定的状态。
3. 处于激发态的电子是“不稳定的”，它会自发地通过发射光子来释放多余的能量。
4. 这种能量的释放（光子发射）是原子恢复到更稳定、更低能量状态（基态）的必然过程，这符合能量守恒定律。
所以，电子在吸收能量后，虽然暂时“去了”高能轨道，但它就像被“提起来”一样，总会“掉下来”，释放掉多余的能量，回归到更稳固的“地面”。这个过程是原子结构和量子行为的本质。
网友意见
这个问题挺有意思的，而且我只有能力回答一半。
让我们来看看电子跃迁的三种基本模式：吸收、受激辐射和自发辐射。这是爱因斯坦提出的模型。
- 1 个光子打到电子上，如果电子处在低能级，它就吸收光子，跃迁到高能级。
- 1 个光子打到电子上，如果电子处在高能级，它就辐射 1 个和入射光子相同能量的光子，跃迁回低能级，这叫受（到）激（发的）辐射。
吸收和受激辐射的发生速率，是完全相等的。也就是说，如果一个体系，一半电子处在低能级，一半电子处在高能级，那么它们吸收的光和放出的光是一样强的！
到目前为止，一切都是那么对称~ 然而……
热力学说，不对啊，一个「热力学平衡」的体系，处在低能级的电子一定比处在高能级的电子多，它们的概率分布应该服从「玻耳兹曼分布」。
光有「吸收」和「受激辐射」，是没法满足玻尔兹曼分布的。那咋办？老爱说，得嘞，咱再加一个「自发辐射」呗，它只能从高能级落回低能级，这不就打破平衡了嘛。事实上，我们在教科书中学这一段的时候，推导自发辐射的速率，就是用受激辐射的速率结合玻尔兹曼分布，强行凑出来的。
看到这里你就明白了，原来是「自发辐射」让电子没法一直处在高能级。
可是，热力学凭什么就是这样的？怎么看都应该是：自发辐射是因，玻尔兹曼分布是果啊，怎么能反过来凑个数字完事儿呢？我在上课时也提出了这个问题。于是我们的教授邪魅一笑，说下课后给你们看个好东西。
于是他给我们发了这么个东西：
这下我（这个化学生）也看不懂了……大意是说，用量子场论方法从第一性原理推导自发辐射的速率。而导致自发辐射的，正是真空场的量子涨落。
In QED, spontaneous decay is generated by vacuum fluctuations of the field.
这一部分的细节，就是我没能力回答的一半。
不过，还没完全结束。自发辐射的速率是多少呢？是
一大坨各种常数不用管，核心就两个：和辐射光的频率的 3 次方成正比，和 的平方成正比。
这个 是什么呢？它叫做「跃迁矩」，是两个能级之间本质上能够发生跃迁的概率大小。并不是任意两个能级之间都有跃迁矩——很多能级之间的跃迁矩非常小，甚至严格为 0。
没错，并不是所有的能级之间都能够随意跃迁。跃迁不仅要满足能量上的关系，还要满足许多其他关系（最常见的是波函数的对称性关系）。不满足跃迁条件的能级之间，叫做跃迁禁阻。这些能级之间是不会发生自发辐射的。
例如，1s 轨道的电子可以跃迁到 2p，却不能直接跃迁到 2s；2s 轨道的电子也不能直接跃迁到 3d。简单来讲，这是因为 1s 和 2s 轨道的角动量都为 0，而 3d 轨道的角动量为 2。光子的角动量为 1，电子跃迁一次，角动量必须改变 1，也只能改变 1。角动量变化为 0→0 或者 0→2 的跃迁都是禁阻的。这是很普适的角动量守恒定律。
又例如，在辐射跃迁的过程中，电子自旋不会改变。因此，单重态（自旋反平行）和三重态（自旋平行）之间是跃迁禁阻的。如果电子被其他过程（碰撞、化学反应等）激发到了另一个自旋态的高能级上，它就有可能一直回不到原来自旋的低能级上，停留数秒甚至更长时间。这就是磷光（phosphorescence）。
绝大多数激光的工作原理，也都是要借助于一些能够停留较长时间的高能级。参见我的另一个回答：Luyao Zou 的回答：有哪些美丽或神奇的理科公式？
因此，电子得到能量之后（碰撞、化学反应等），是有可能长时间存在于高能轨道的。但是，如果电子是通过吸收光得到的能量，那至少自发辐射很方便地就能让它原路回到低能轨道（尽管也可能存在其他路径）。
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