Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
10
SekcjaA–Strukturaatomu
wane.Ujemnewartościenergii*odzwierciedlająprzyjętądefinicjęzera
energetycznego,któreodpowiadan=¥.Wartośćtanazywanajestgra-
nicąjonizacji;elektronmawówczasdostatecznąenergię,abyuciec
zatomu.Wszystkieorbitale,którymodpowiadająskończonewartościn,
reprezentująelektronyzwiązanewatomieimająceniższąenergię.Rwe
wzorze(1)tostałaRydbergaowartości2,179·10–18J;częstowyrażasięją
winnychjednostkach.Energiępojedynczychatomówlubcząsteczek
podajesięzwyklewelektronowoltach(eV);jednostkatarównoważna
jest1,602·10–19J.Alternatywnie,możnaprzemnożyćwartośćwyrażoną
wdżulachprzezliczbęAvogadra,otrzymującenergięmolaatomów.
Wtychjednostkach
R=13,595eVnaatom
=1312kJ·mol–1
Wyliczonewartościenergiimożnaporównaćzwyznaczonymidoświad-
czalnienapodstawieliniiwidmaatomowego—powstającychwtedy,
gdyelektronzmieniaswójpoziomenergetyczny,absorbująclubemitując
kwantyświatła(fotony)—orazzenergiąjonizacji,niezbędnądousu-
nięciaelektronuzatomu.Wprzypadkuatomuwodoruwnajniższym
energetyczniestaniepodstawowymenergiajonizacjiodpowiadaróżnicy
międzywartościamiEndlan=1in=¥irównajestpoprostuR.
Jony
DokładnerozwiązaniarównaniaSchrödingeramożnazastosowaćdo
wodoropodobne
jonówwodoropodobnych,mającychjedenelektron.Przykładytakich
jonówtoHe+iLi2+.Rozmiaryorbitaliiwartościenergiizależątuod
liczbyatomowejZ,równejliczbieprotonówwjądrze.Średnipromień
<>
r
orbitaluwynosi
<>
r
na
2
0/
Z
(2)
gdziea0totzw.promieńBohrapierwszejorbity(52,9pm)—średnipro-
mieńorbitalu1swatomiewodoru.Awięcprzywiększychwartościach
Zelektronysąściąganebliżejjądranaskutekdziałaniazwiększonychsił
przyciąganiaelektrostatycznego.Energia(patrzrównanie(1))wynosi
wówczas
E
n=-2
ZRn
/
2
WrównaniutymznalazłsięczynnikZ2,ponieważprzyciąganiemiędzy
elektronemajądremprzydanejodległościodjądrawzrosłoZrazy,
aśredniaodległośćelektronuodjądrazkoleizmalałaZrazy.Takwięc
energiajonizacjidlaHe+(Z=2)jestczteryrazywiększaniżdlaH,aener-
giajonizacjiLi2+(Z=3)—9razywiększa.
*
Znak„–”wewzorze(1)—przyp.tłum.
