Энергия электрона в атоме водорода

Кинетическая энергия электрона

Потенциальная энергия электрона в электрическом поле ядра

Полная энергия электрона в атоме водорода

Полная энергия электрона в атоме водорода в электрон- вольтах

1 эВ = 1,6 * 10^-19 Кл * 1В = 1,6 * 10^-19 Дж

Квантование энергии:

Энергия электрона в атоме водорода может принимать только дискретные значения, т.е. квантуется; энергетические состояния атома водорода образуют последовательность энергетических уровней, изменяющихся в зависимости от n.Состояние с минимальной энергией, или основное состояние, соответствуют n=1, а его энергия E₁ = -13,6 эВ. Состояния с n 1 являются возбужденными.

Придавая n целочисленные значения, получаем для атома водорода возможные уровни энергии стационарных состояний электрона, схематически изображаемые на рисунке в виде горизонтальных прямых. С увеличением n энергетические уровни сближаются и при n .

Электрон в атоме водорода обладает минимальной энергией E₁= -13,6 эВ при n=1 (знак минус означает, что электрон находится в связанном состоянии) и максимальной при n= . Если E , то электрон может иметь любую энергию, так как в данном случае он является свободным.

Представьте, что электроны в атоме движутся по определенным электронным орбитам - по аналогии с движениями планет Солнечной системы. Каждая планета движется по своей орбите, так и электроны вращаются вокруг ядра атома. Каждая такая орбита для электрона получила название "уровень энергии". Энергия электронов в атоме может изменяться только скачкообразно. Т.е. электрон может перескакивать с одной орбиты на другую и обратно (но не может занимать положение между орбитами). Говорят, что энергетические состояния электронов в атоме квантованы.

Энергия электрона зависит от радиуса его орбиты. Минимальная энергия у электрона, который находится на ближайшей к ядру орбите. При поглощении кванта энергии электрон переходит на орбиту с более высокой энергией (возбужденное состояние). И наоборот, при переходе с высокого энергетического уровня на более низкий - электрон отдает (излучает) квант энергии.

Рис.6.3.1