Bedste svar
I dette spørgsmål skal vi kombinere dynamik med kvantefysik.
Ifølge bohrs model kredser elektroner om kernen i en cirkulær sti. En krop bevæger sig kun i en cirkulær sti, når en kraft konstant trækker den mod centrum af en cirkel i dette tilfælde, at kraften er kulens styrke .
Coulumbs kraft: F = kq₁q₂ / r²
Både elektron og proton har den samme mængde elektrisk ladning, så: F = kq² / r²
(opladningsbeløbet er “e”, med andre ord q = e)
Centripetal kraft: F = mv² / r
Vi vil sidestille disse to kræfter og annullere en “r ”Fra hver side så: mv² = ke² / r
Vi kalder denne ligning (1)
Den elektriske potentielle energi: U = kq₁q₁ / r
Når elektronen er uendeligt langt fra proton (længere end det syvende lag) er potentialet nul, og det øges også, når elektronen bevæger sig længere væk (fordi to modsatte ladninger kan ikke lide at blive adskilt, og hvis de gør det, bliver de vrede, og deres potentielle energi stiger: D), så vi skal sætte et negativt i formlen ovenfor for at det giver mening. (den eneste måde for et tal at øge og rækkevidde nul er at være et negativt tal, så vi sætter et negativt der)
Den mekaniske energi er summen af kinetisk energi og potentiel energi. (E = k + U)
k = 1 / 2mv²
Substitud ligning (1) og løs E = k + U:
E = -ke² / 2r
Herfra og der vil der være en noget kompleks beregning, det er ikke svært, men det er virkelig forvirrende, det har for mange variabler, så jeg springer det over. Du kan slå det op, hvis du vil. ( Bohr-model – Wikipedia )
r = n²r₀
r₀ er bohrs radius. Så vores ligning bliver sådan her: E = -ke² / 2n²r₀
Vi kalder “ke² / 2r₀” rydberg-energien (E-sub-R, mit tastatur understøtter ikke underbogstaver, jeg skriver ER i stedet så bliv ikke forvirret)
Nu ser vores ligning sådan ud: E = -ER / n² meget enklere er det ikke;)
Nu skal vi trække kinetisk energi fra det (vi ville have den potentielle energi, kan du huske?)
U = -2ER / n²
Nu kommer den lette del: D
ER = -13.6ev , n = 1: U = – (2 × 13.6) ÷ (1 ^ 2) = 27.2ev
PS: undskyld, at det tog så lang tid, jeg ville have dig til fuldt ud at forstå, hvor formlerne kom fra så du behøver ikke bare huske dem udenad.
Svar
Kinetisk og potentiel energi af atomer er resultatet af bevægelse af elektroner . Når elektroner er begejstrede, bevæger de sig til en højere energi orbital længere væk fra atomet. Jo længere orbitalen er fra kernen, jo højere er potentiel energi af en elektron ved at energi niveau.
Hvis En er total energi i n = n-tilstand, i brintatom, ifølge Bohrs teori, så
En = -13.6 / n ^ 2 eV.
Men, 2 (En) = potentiel energi. Derfor er
Potentiel energi i n = n tilstand
Un = 2 (En) = -27.2 / n ^ 2 eV
For jordtilstand er n = 1 derfor
U1 = -27.2 eV
Bemærk: I atom-, molekylær- og fast tilstandsfysik anvendes system af atomenheder. I dette system af enheder er enhedsenhed 27,2 eV.
Så, potentiel energi af brint atom i jordtilstand er 1 au