原子中所有的能量都在電子中嗎,在多電子原子中,電子的能量是依次增強的嗎?

時間 2021-09-08 10:20:34

1樓:餘音繚繞

可以計算啊,不過先說明哈,你的那個認為是錯誤的,我們用經典物理的方法來一步一步地來反著推導計算〖應該是先通過氫原子譜知道了13.6ev這個資料,才根據經典物理求玻爾半徑的,現在為了解釋這個13.6ev,我們反著來算一下就明白了。

〗:首先,氫原子是最好的標本,因為它只有1個電子,這個電子沒有軌道角動量,也就是說這個電子圍繞氫原子核做勻速圓周運動:庫侖引力提供向心力:ke²/r²=mv²/r……①。

電子在庫侖場中的勢能ep是引力對距離的導數,ep=df/dr=-ke²/r……②【以無窮遠的地方為零勢能面】

電子動能ek=0.5mv²……③,把①代入③,有ek=0.5ke²/r=ke²/2r……④。

電子總能量e=ek+ep=-ke²/2r≈-9×(10^9)nm²/c²×[1.6×10^(-19)c]²÷[2×5.292×10^(-11)m]≈-2.

17687×10^(-18)j≈-13.60544ev

【其中,9×(10^9)nm²/c²是庫侖常數,1.6×10^(-19)c是電子電量,5.292×10^(-11)m是氫原子的第一玻爾半徑,也就是氫原子基態時的電子公轉半徑。】

這也就是說你教材上那段「氫原子能量為-13.6ev時,表示原子的總能量為-13.6ev,即電子的動能與電勢能之和為-13.

6ev。」的話是正確的,至於為什麼是能量是個負數,你也看到了,我計算中假定了無窮遠處為零勢能面,而氫原子中的電子是束縛態電子,距離氫原子核的路程很短,不是無窮遠(這個無窮遠,怎麼說呢?自由電子距離核的路程一般就算無窮遠了,在絕對零度的時候,自由電子的能量就為0)。

★★★★★★但是,你緊接著後邊的理解是錯誤的,因為原子能量不光是電子能量,13.6ev僅僅只是電子的能量,原子的能量還要包括原子核的能量。事實上,原子核也是分有能級的,中子和質子也是分能級進駐各自屬於自己的軌道,有條不紊,只是原子核中核子的軌道不像電子軌道是一圈一圈的,而是一種高度抽象化的軌道,原子核的能量比電子能量大得多,核反應的能量就是由原子核中核子的重排與衰變而來的,那個能量一般是在mev量級,是電子能量的百萬倍!

2樓:匿名使用者

不是,簡單舉個例子,原子彈和氫彈的能量是由原子核裂變和聚變產生的。想來電子怎麼都沒這麼大能量。

在多電子原子中,電子的能量是依次增強的嗎?

3樓:匿名使用者

在多電子原子中,電子的能量不一定是依次增強的。

決定多電子原子能量的量子數有主量子數n 和 角量子數l

n 代表主量子數,主要是決定原子的電子佔據哪個電子層。主量子數越大則電子佔據更高的電子層,原子的能量越高;主量子數越小則電子佔據更低的電子層,原子的能量越低。

l 代表角量子數,主要決定原子的電子佔據同一個電子層的哪個亞電子層,所以,角量子數必須建立在主量子數的基礎上,如果主量子數沒有確定,討論角量子數就沒有意義。主量子數相同時,電子都處在同一個電子層。此時,角量子數越大,則電子佔據更高的亞電子層,原子的能量越高;角量子數越小,則電子佔據更低的亞電子層,原子的能量越低。

m 代表磁量子數,主要決定原子的電子佔據同一個亞電子層的哪個軌道。因為同一個亞電子層的不同軌道,能量都是相等的,所以,m的大小不影響原子的能量。

【補充】在多電子原子中,電子的能量決定於(主量子數n 和 角量子數l )。在單電子原子中,電子的能量決定於(主量子數n )

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