Risposta migliore
In questa domanda dobbiamo combinare la dinamica con la fisica quantistica.
Secondo il modello di Bohr gli elettroni orbitano attorno al nucleo in un percorso circolare. Un corpo si muoverà in un percorso circolare solo quando una forza lo tira costantemente verso il centro di un cerchio, in questo caso quella forza è la forza del coulumb .
Forza di Coulumb: F = kq₁q₂ / r²
Sia lelettrone che il protone hanno la stessa quantità di carica elettrica quindi: F = kq² / r²
(limporto della carica è “e”, in altre parole q = e)
Forza centripeta: F = mv² / r
Identificheremo queste due forze e annulleremo una “r “Da ogni lato quindi: mv² = ke² / r
Chiameremo questa equazione (1)
Lenergia potenziale elettrica: U = kq₁q₂ / r
Quando lelettrone è infinitamente lontano dal protone (oltre il settimo strato) il potenziale è zero e aumenta anche quando lelettrone si allontana (perché due cariche opposte non mi piace essere separato e se lo fanno si arrabbieranno e la loro energia potenziale aumenta: D) quindi dobbiamo mettere un negativo nella formula sopra affinché abbia senso (lunico modo per aumentare un numero e raggiungere lo zero deve essere un numero negativo, quindi mettiamo un negativo lì)
Lenergia meccanica è la somma dellenergia cinetica e dellenergia potenziale. (E = k + U)
k = 1 / 2mv²
Sostituisci lequazione (1) e risolvi E = k + U:
E = -ke² / 2r
Da qui in poi ci sarà essere un calcolo un po complesso non è difficile ma è davvero confuso ha troppe variabili quindi lo salterò. Puoi cercarlo se vuoi. ( Modello di Bohr – Wikipedia )
r = n²r₀
r₀ è il raggio di bohr. Quindi la nostra equazione diventerà così: E = -ke² / 2n²r₀
Chiameremo “ke² / 2r₀” lenergia di rydberg (E-sub-R, la mia tastiera non supporta le lettere secondarie scriverò ER invece quindi non essere confuso)
Ora la nostra equazione ha questo aspetto: E = -ER / n² non è molto più semplice;)
Ora dobbiamo sottrarre lenergia cinetica da (volevamo lenergia potenziale, ricordi?)
U = -2ER / n²
Ora arriva la parte facile: D
ER = -13.6ev , n = 1: U = – (2 × 13.6) ÷ (1 ^ 2) = 27.2ev
PS: scusa se ci è voluto così tanto tempo volevo che tu capissi appieno da dove provenivano le formule non devi solo memorizzarli.
Risposta
Cinetica e energia potenziale degli atomi derivano dalla movimento di elettroni . Quando gli elettroni sono eccitati, si spostano verso un orbitale di energia più alto più lontano dallatomo. Più lorbitale è lontano dal nucleo, maggiore è l energia potenziale di un elettrone a quel livello di energia .
Se En è lenergia totale nello stato n = n, nellatomo di idrogeno, secondo la teoria di Bohr, allora
En = -13.6 / n ^ 2 eV.
Ma, 2 (En) = energia potenziale. Pertanto,
lenergia potenziale nello stato n = n è
Un = 2 (En) = -27,2 / n ^ 2 eV
Per lo stato fondamentale, n = 1, quindi,
U1 = -27,2 eV
Nota: nella fisica atomica, molecolare e dello stato solido, viene utilizzato il sistema di unità atomiche. In questo sistema di unità lunità di energia è 27,2 eV.
Quindi, lenergia potenziale dellidrogeno atomo nello stato fondamentale è 1 au