Meilleure réponse
Dans cette question, nous devons combiner la dynamique avec la physique quantique.
Selon le modèle de bohr, les électrons gravitent autour du noyau selon une trajectoire circulaire. Un corps ne se déplacera selon une trajectoire circulaire que lorsquune force le tire constamment vers le centre dun cercle dans ce cas, cette force est la force du coulumb .
Force de Coulumb: F = kq₁q₂ / r²
Lélectron et le proton ont la même quantité de charge électrique donc: F = kq² / r²
(le montant de la charge est «e», en dautres termes q = e)
Force centripète: F = mv² / r
Nous assimilerons ces deux forces et annulerons un «r ”De chaque côté donc: mv² = ke² / r
Nous appellerons cette équation (1)
Lénergie potentielle électrique: U = kq₁q₂ / r
Lorsque lélectron est infiniment loin du proton (plus loin que la septième couche), le potentiel est nul et il augmente également lorsque lélectron séloigne davantage (car deux charges opposées naiment pas être séparés et sils le font, ils se mettront en colère et leur énergie potentielle augmentera: D) nous devons donc mettre un négatif dans la formule ci-dessus pour que cela ait un sens. (la seule façon pour un nombre daugmenter et atteindre zéro, cest être un nombre négatif donc nous y mettons un négatif)
Lénergie mécanique est la somme de lénergie cinétique et de lénergie potentielle. (E = k + U)
k = 1 / 2mv²
Equation de sous-station (1) et résoudre le E = k + U:
E = -ke² / 2r
À partir de là, il y aura être un calcul un peu complexe ce nest pas difficile mais cest vraiment déroutant, il a trop de variables donc je vais sauter cela. Vous pouvez le rechercher si vous le souhaitez. ( Modèle de Bohr – Wikipédia )
r = n²r₀
r₀ est le rayon de bohr. Donc notre équation deviendra comme ceci: E = -ke² / 2n²r₀
Nous appellerons «ke² / 2r₀» lénergie rydberg (E-sub-R, mon clavier ne supporte pas les sous-lettres, jécrirai ER à la place donc ne soyez pas confus)
Maintenant, notre équation ressemble à ceci: E = -ER / n² beaucoup plus simple nest-ce pas;)
Maintenant nous devons soustraire lénergie cinétique de il (nous voulions lénergie potentielle, tu te souviens?)
U = -2ER / n²
Maintenant vient la partie facile: D
ER = -13.6ev , n = 1: U = – (2 × 13,6) ÷ (1 ^ 2) = 27,2ev
PS: désolé que cela ait pris si longtemps, je voulais que vous compreniez bien doù venaient les formules alors vous n « avez pas à les mémoriser.
Réponse
Cinétique et énergie potentielle des atomes résultent du mouvement des électrons . Lorsque les électrons sont excités, ils se déplacent vers une orbitale dénergie plus éloignée de latome. Plus lorbitale est éloignée du noyau, plus l énergie potentielle dun électron à ce niveau .
Si En est lénergie totale à létat n = n, en atome dhydrogène, selon la théorie de Bohr alors
En = -13,6 / n ^ 2 eV.
Mais, 2 (En) = énergie potentielle. Par conséquent,
Lénergie potentielle dans létat n = n est
Un = 2 (En) = -27,2 / n ^ 2 eV
Pour létat fondamental, n = 1, donc,
U1 = -27,2 eV
Remarque: En physique atomique, moléculaire et à létat solide, le système dunités atomiques est utilisé. Dans ce système dunités, lunité dénergie est 27,2 eV.
Donc, lénergie potentielle de lhydrogène latome dans létat fondamental est 1 au