Nivelele atomului de hidrogen. Tranziţiile atomului de hidrogen.

în cele 7 lecție de fizică atomică

vom discuta despre nivelele energetice

atomice în particular cele ale

atomului de hidrogen și despre

tranzițiile atomilor între aceste

nivele energetice în lecțiile trecute

am discutat despre modelul cu antical

atomului propus de bour și bineînțeles

îl vom folosi na în această lecție

pentru a discuta despre aceste

nivele energetice pentru a vizualiza

în modul cel mai simplu aceste

fenomene de tranziție între nivelele

energetice ale atomilor se folosește

o așa numită schemă a nivelelor

energetice ale unui sistem în general

sistem cuantic dar în particular

al atomului de hidrogen în cazul

nostru această schemă fiind o diagramă

cu Axa verticală a energiei ce

cuprinde două zone această diagramă

are două zone o Vom desena imediat

cele două zone sunt următoarele

1 avem o zonă a energiilor cuantificate

care corespunde energiilor negative

și o zonă a energiilor continui

care corespunde zonei energiilor

pozitive Deci după cum am spus

o astfel de schema a nivelelor

energetice are o singură axa Care

este axa verticală pe care avem

energia În cazul nostru energia

va avea unități de electroni volt

pentru că aceasta este energetică

despre care vorbim în cazul unui

atom și bineînțeles vom avea pe

această axă nivelul 0 corespunzând

unei legi 0 după cum am văzut în

lecția trecută energiile electronilor

în tunat om sunt date de această

formulă și anume legea de cuantificare

a energiei în modelul bohr energia

nivelului n este egal cu energia

nivelului primului nivel orbitei

cele mai apropiate de nucleu care

se numește și starea fundamentală

energetică a Domnului împărțită

la m pătrat această energie este

negativă pentru că formula pentru

A1 energia stării fundamentale

este următoarea minus m i la patra

împărțit la 8 epsilon 0 pătrat

H pătrat Toate aceste mărimi sunt

constante și este în cazul acesta

faptul că avem un semn minus în

față de ceea ce este energie este

negativ în particular înlocuind

toate valorile constantelor obținem

o valoare pentru energia stării

fundamentale de minus 13 electronvolt

ca și comentariu în magnitudine

energia nivelului n este mai mică

împărțim la un un număr n pătrat

care crește cu el bineînțeles Deci

obține valori mai mici dar datorită

faptului că avem un minus în față

ele devin pe scara absolut a energiei

din ce în ce mai mari în particular

asta înseamnă că dacă Reprezentăm

starea fundamentală energia stării

fundamentale în această diagramă

ea a va corespunde unei energii

egal cu minus 13 electron volt Deci

acesta este e 1 care este starea

fundamentală și apoi putem reprezenta

celelalte stări așa numitele stări

excitate prima stare excitată e

doi Deci care corespunde numărului

cuantic principal n egal cu doi

va avea bineînțeles valoarea minus

13 împărțit la 4 adică 2 la pătrat

aceasta este nivelul energetic

i2 al primei stirex citate mici

prima stare excitat și așa mai

departe următorul nivel va corespunde

E3 va corespunde energiei minus

13 împărțit la 3 la pătrat adică

9 și acesta va fi E3 nivelul celei

de a treia plăcile de a doua scuzați

a doua stări excitate deci a doua

Star excitat și așa mai departe

scuzați putem observa că pentru

n egal cu infinit Deci pentru cele

mai înalte stirex citate posibile

energia de vin egală cu 0 Deci

acest spectru sau această diagramă

de nivele energetice se termină

la ING egal cu 0 pentru că e infinit

Adică n egal cu infinit va fi egal

prin definiție cu ii 1 împărțit

la infinit la pătrat adică zero

de spectrul nivelurilor cuantificate

ale atomului de hidrogen se termină

la energia 0 și de aceea vorbim

despre zona energiilor cuantificate

ale atomului în zona energiilor

negative bineînțeles putem ajunge

și în zona energiilor pozitive

pentru că dacă furnizăm suficientă

energie electronului ce se află

pe starea fundamentală eu nu el

poate se poate desprinde din atomul

de hidrogen și atunci va avea o

energie pozitivă care va fi formată

din suma dintre energia lui cinetică

și energia potențială de interacție

lectra statică cu nucleul care

rămâne în urmă această energie

este pozitivă și se află în această

zonă o desenez hașurat în felul

acesta Pentru că ea nu mai are

un spectru discret de valoare Deci

în zona pozitivă a energiilor continui

electronul poate avea orice energie

Deci nu mai avem o cuantificare

a energiei aceasta este schema

niveluri energetice ce reiese din

modelul bohr acum Haideți să vorbim

despre tranzițiile între aceste

nivele de energie postulatul 2

a lui bohr spune că tranziția atomului

dintre o stare en descrisă de numărul

cuantic principal m întru altă

stare e deschisă de un alt număr

cuantic principal m se face ori

cu emisie unei radiații electromagnetice

în cazul în care energia stări

inițial este mai mare decât cea

finală Deci dacă energie inițiale

mai mare decât cea finală atunci

tranziția se face cu eliberare

de energie sub forma acestei radiații

electromagnetice și invers dacă

energie inițiale mai mică decât

energia finală avem de a face cu

absorbția unei radiații electromagnetice

sau nepotul dacă vreți energia

bineînțeles a fotonului e misto

absorbit va fi egală cu modulul

diferenței dintre cele două nivele

energetice Deci mai concret pentru

a vizualiza folosind din nou schema

de nivele energetice Deci avem

energia exprimat în electronvolt

pe scara verticală avem nivelul

0 și Deci nivelele după cum am

discutat nivele energetice vor

fi în zona negativă E1 E2 E3 E46

mai departe în principiu un număr

infinit de nivele energetice electronul

se află în De obicei în starea

inițială fundamentală pe stare

fundamentală E1 și să zicem că

atomul nostru primește o anumită

cantitate de energie egală cu diferența

dintre nivelele 2 și eu atunci

bineînțeles ce se va întâmpla este

că atomul va folosi această energie

electromagnetice extra magnetice

de energie H1 pentru a muta electronul

de pe primul nivel nivelul starea

fundamentală pe prima stare excitată

e 2:00 și Deci energia fotonului

care provoacă această tranziție

va fi egală cu a 2 minute 1 dacă

energia fotonului este mult mai

mare Spre exemplu egală cu a 4

minus se1 Deci dacă aș nu este

egal cu a 4 minus se1 Deci mai

mare atunci bineînțeles că tranziția

se va face de pe starea fundamentală

unul pe cele a treia stare excitată

de energie patru odată ajuns pe

această stare excitată A4 pe exemplu

Bineînțeles că atomul va încerca

să revină pe starea fundamentală

care are energia minimă el poate

face acest lucru direct Deci poate

emite același fotin Haș nud cu

e4100 1 și tranzitat direct de

pe nivelul A4 pe starea fundamentală

e unul sau poate face în trepte

Adică poate merge de pe tranzitat

de pe 4 pe 3 de pe a3 pe A2 și

în fine de pe A2 pe 1 Deci orice

combinație de nivele de tranziții

de sus în jos Este posibilă cu

emisie a unui număr corespunzător

de fotoni în cazul acesta un singur

fotin cu o energie mai mare în

cel de al doilea caz trei fotoni

cu energie mai mici corespunzător

disa corespunzătoare diferențelor

dintre aceste nivele de ce avem

mai multe tipuri de des excitări

în funcție de Calea pe care o alegere

electronul pentru revenit pe starea

fundamental în fine avem un alt

fenomen Posibil și anume cel de

ionizare a atomului dacă atomul

aflat de obicei bineînțeles în

stare fundamentală E1 primește

o energie de la radiații electromagnetică

energie h&m mai mare decât 1 atunci

Bineînțeles că electronul fapte

starea fundamentală va efectua

o tranziție direct în spectrul

continuu Deci dacă hazliu e mai

mare decât eu nu Asta înseamnă

pur și simplu că electronul aflat

în această pe acest nivel va tranzita

în spectrul continuu asta înseamnă

că el devine liber devine un electron

liber ceea ce este semnificația

termenului de ionizare separăm

pur și simplu electronul de nucleul

său și obținem așa tonul de atomul

de vine un Ion energia electronului

va fi bineînțeles diferența dintre

energia primită și energia E1 pe

care se afla el inițial și după

cum am spus aceasta devine o energie

pozitivă aflată în spectrul contin

ia poate lua orice valori pozitive

la limita în care energia electronului

eliberat de vine aproape egală

cu 0 atunci energia fotonului care

produce un electron liber de energie

foarte mică de vino aproximație

foarte bună pentru valoarea energiei

nivelului fundamental al atomului

de hidrogen care după cum știm

ar trebui să fie 13 electronvolt

aceasta constituit prima verificare

experimentală a modelului bohr

și anume pur și simplu sa variat

energia fotonului care interacționează

cu atomul până când sau obținut

o eliberare electronică ionizare

a atomului și să măsurat dependența

energiei electronului pe care am

notată cu e E ca funcție de energia

fotonului și bineînțeles avem o

astfel de dependență liniară Nu

dar Important este că la o energie

electronului egală cu 0 energia

fotonului măsoară energia primului

nivel energetic al atomului de

hidrogen al stării fundamentale

Deci în felul acesta reprezentând

energia electronului eliberat ca

funcție de energia fotonului Ce

provoacă această eliberare și extrapolând

această linie până intersectează

axa orizontală putem Măsura 1 și

intră adevărul acesta sau obținut

o valoare foarte aproape de cea

calculată Teoretic și anume 13 electro