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氢原子波普能级

2021-04-25知识4

氢原子到底有几个能级 化学和物理不一样吗? 物理和化学是对应的。这个问题需要一点点量子力学的知识,不过你现在可以先当成是一些结论记住,具体推导以后再说。物理上,玻尔的原子模型是量子力学初期的重要模型,氢原子核外电子在一系列定态能级上运动,能级以主量子数n标记,n取值为所有正整数。化学上将n=1,2,3…对应的能级称为“壳层”,并用字母K,L,M…标记。这个是对应的。而你说的s,那个在化学上叫做“s轨道”,不叫“s能级”(注意,这里是小写字母,不是大写,大写字母表示壳层)。“轨道”的量子力学本质是在主量子数n之下,角量子数l的分立取值,l可取值为0,1,2…n-1,(注意,此时不能取到无穷,直到n-1)。对于l的不同取值,化学中用s,p,d,f,g,h…标记。这里,有一个特殊的情况,就是对于n=1的情况,此时l只可以取0,也就是只有s轨道,所以,可以认为n=1的能级就是s轨道,但是,这只是特例,对于n>;1的所有壳层都不成立。比如n=2的壳层下有s轨道和p轨道,n=3的壳层下有s轨道、p轨道和d轨道,n=4的壳层下有s轨道、p轨道、d轨道和f轨道…其实,在此之下,还可以细分。就是磁量子数m和自旋量子数ms,不过和你的问题无关了,如果你有兴趣的话再追问。

在氢原子光谱中怎么计算可见光区的四条主要谱线的波长 光子能量ε=hν=hc/λ=6.626×10^(-34)Js×3×(10^8)m/s÷[4340×10^(-10)m]≈4.58×10^(-19)J=4.58×10^(-19)J÷[1.6×10^(-19)J/eV]≈2.86eV.而氢原子基态能级是Eo=-13.6eV,氢原子的激发态能级能量和基态能量之间存在下列关系:En=Eo/n2,n为氢原子核外电子的主量子数.也就是说:E1=-13.6eV,E2=-3.4eV,E3=-1.51eV,E4=-0.85eV,也就是说ΔE=2.86eV=E5-E2,也就是说这条谱线是从氢原子的第四激发态(第五能级)跃迁到第一激发态(第二能级)的谱线.2.86eV是紫色光.另:为什么氢原子核外电子能量是负的呢?那是因为我们选取的电子的势能平面在无穷远处,也就是说自由态的电子势能不小于零,而束缚态的电子势能都是小于零的。根据库仑定律,电子与质子之间的库仑引力Fc=ke2/r2,其中k=9×(10^9)Nm2/C2,是库仑常数;e=1.6×10^(-19)C,是电子电量;r=5.29166×10^(-11)m,是玻尔半径.所以,库仑引力势能Ep=dFc/dr=-ke2/r,带入数据可求得Ep=-27.2eV.加上电子的动能Ek=0.5mv2,由于电子做圆周运动,库仑引力提供向心力:mv2/r=ke2/r2,所以,mv2=ke2/r,代入动能表达式:Ek=ke2/2r,所以电子总能量E=Ep+Ek=-ke2/2r=-13.6eV.

氢原子能级公式推导 假设一个原子核为Z个正电荷,电荷=Ze,外围一个电荷为e,质量为m的电子以v的切线速度绕原子核运行,半径为r。可得该电子的离心力要等于电子和原子核之间的库仑力为:mv^2/r=Ze*e/r^2可得rmv^2=Ze^2①该电子的能量等于动能减去库仑力所提供的电位能:E=(1/2)mv^2-Ze^2/r②将①代入②可得:可以得到E=-Ze^2/2r③将quantum的概念导入,代换掉r得:mvr=n(h/2pi)④将①平方然后除于④得:mr=(n^2)(h^2)/(4pi^2)(Ze^2)r=(n^2)(h^2)/(4pi^2)(Ze^2)*m⑤将⑤代入③得:E=[-2(pi^2)*m*(Z^2)(e^4)]/[(n^2)(h^2)]扩展资料:氢原子电子轨道图:上图显示出能量最低的几个氢原子轨道(能量本征函数)。横向展示不同的角量子数(l),竖向展示不同的能级(n)。各种颜色的亮度代表不同的概率密度(黑色:0 概率密度,白色:最高概率密度)。角量子数 l,以通常的光谱学代码规则,标记在每一个纵排的最上端。s 意指l=0,p 意指 l=1,d意指 l=2。主量子数标记在每一个横排的最右端。磁量子数m被设定为 0。截面是 xz-平面(z-轴是纵轴)。将绘图绕着 z-轴旋转,则可得到三维空间的概率密度。参考资料 -氢原子

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