Einführung in die Chemie I 12. Oktober 2011

Einführung in die Chemie I
12. Oktober 2011
--- Übung 3 ---
3.1.
Bei metallischem Molybdän werden erst bei einer Strahlung mit einer Frequenz von mindenstens
1,09·1015 s–1 aus der Oberfläche über den photoelektrischen Effekt Elektronen emittiert.
a) Wie hoch ist die Mindestenergie, die zur Emission der Elektronen benötigt wird?
b) Welche Wellenlänge hat Strahlung, die Photonen mit dieser Energie erzeugt?
c) Wie hoch ist die maximale mögliche kinetische Energie der emittierten Elektronen, wenn
Molybdän mit Licht einer Wellenlänge von 120 nm bestrahlt wird?
3.2.
Elektromagnetische Strahlung:
a) Eine Lampe emittiert bei 470 nm mit einer Leistung von 5,0 J Energie pro Sekunde. Wie viele
Photonen erzeugt die Lampe in 8,5 s?
b) Berechnen Sie die Wellenlänge der Photonen mit einer Energie von 140,5 keV.
c) Wie hoch ist die Energie eines Photons der Frequenz 5,2·1014 Hz ?
3.3.
a) Angegeben sind die folgenden Elektronenübergängen im Wasserstoff-Atom:
n=4n=2
n=1n=5
n=7n=3
n=2n=1
Zu welchen Serien gehören die Elektronenübergänge, die Energie emittieren?
b) Wie viele Emissions-Spektrallinien entstehen aus den Energieübergänge wenn das Elektron in einem
angeregtem Zustand mit n = 4 ist? Berechnen Sie die Wellenlänge der erste und der letzte Linien des
Spektrums.
c) Was passiert einem Wasserstoffatom im Grundzustand wenn es mit Lichtquanten der Energie 1,1 eV
bestrahlt wird?
3.4.
Welche Wellenlängen entsprechen einem Auto von 1,35 Tonnen mit 130 km/h Geschwindigkeit, und
einem Elektron, das mit einer Geschwindigkeit von 1/1000 der Lichtgeschwindigkeit fliegt?
Welche ist die Mindestungenauigkeit bei der Bestimmung der Geschwindigkeit dieses Elektrons, wenn
der Ort jeweils mit einer Genauigkeit von 10 pm bestimmt ist.
Wie groß ist dieser Wert für das Auto, wenn die Position durch einen Satteliten bis auf 1 m genau
bestimmt ist?
3.5.
Berechnen Sie die Wellenlänge des von Li2+ emittierten Photons beim Übergang aus einem Zustand mit
n = 4 in den Grundzustand.
3.6.
Berechnen Sie, mit Hilfe des Bohr’schen Atommodells, die Energie des langwelligsten Übergangs von
He+, ausgehend vom Grundzustand.
3.7.
Welche Elektronenkonfigurationen haben folgende Elemente in dem Grundzustand: V, Cu, Cs, und Pb.
Formulieren Sie die Konfiguration der Valenzelektronen für N, Sn und Mn.
3.8.
a) Welche Quantenzahlen sind zur Beschreibung des Zustandes eines Elektrons im Atom notwendig?
b) Unterteilen Sie die Orbitale mit Hauptquantenzahl 3 nach den möglichen l und ml–Werte.
Geben Sie die Anzahl und Typ der Orbitalen an.
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