原子物理学- 能级图

能级图

代表原子不同固定轨道中电子的总能量的图称为该原子的能级图。在此图中，各种固定轨道中电子的总能量由根据某些合适的比例绘制的平行水平线表示。

连接任意两个状态的垂直线表示电子从一个状态的过渡。两个状态的能量差给原子中的电子从较高到较低的能量状态或从较低的能量水平，在原子中，发出/吸收的能量量。

氢原子n轨道中电子的总能量为

E = -2∏²MK²e⁴/n²H²

在替换标准值时，我们得到

e =（13.6/n²）EV（1）

推杆n = 1，2，3…………..我们在各种轨道中获得电子能量：

e₁= -13.6/12 = 13.6 eV

e₂= -13.6/22 = -3.4 eV

e₃= -13.6/32 = -1.51 eV

e₄= -13.6/42 = 0.85 eV

e₅= -13.6/52 = -0.54 eV

e₆= -13.6/62 = -0.37 eV

e₇= -13.6/72 = -0.28 eV

显然，如n增加，e_n直到在n =∞，en = 0。

氢原子的能级在原理量子数的能级中表示（n）以升级的能量顺序标记固定状态。最高能量状态对应于n =∞并有能量e = 13.6/∞2= 0 eV。这是原子的能量，当电子被完全去除时（r =∞）从细胞核和电子处于静止状态。随着n的增加，激发态的能量越来越近。

请注意，电子可以具有以上任何总能量e = 0 eV。在这种情况下，电子是免费的。并且在E = 0 eV上方有一个能量状态的连续体。

各种光谱系列的氢原子也来自该图，我们可以计算任何光谱系列氢原子的能量，频率，波数等。

示例1：计算氢原子的第三个BOHR轨道的半径和该轨道中电子的能量。

解决方案：这里，r =？n = 3，e =？

作为r = n²H²/4∏2 MKE²

r = 9×（6.6×10^-34）²×9×10⁹/[4×（22/7）×（22/7）×9.1×10^-31（1.6×10^-19）²

= 4.775×10^-10m

=4.775Å

E = -2∏²MK²e⁴/n²H²

在放置标准值时，我们得到

E = -2.43×10^-19j


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