Energiezustände in der Atomhülle
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Energiezustände in der Atomhülle … Wasserstoffatom: - In der Atomhülle existiert genau ein Elektron. Es besitzt die Elementarladung e - Im Atomkern existiert genau eine positive (Elementar)-Ladung 1 + - 2 3 4 5 - Im Grundzustand bewegt sich das Elektron auf der inneren Bahn um den Kern - Im angeregten Zustand kann sich das Elektron auch auf weiter außen liegenden Bahnen bewegen. - Um den Atomkern besteht ein radiales elektrisches Feld Zwischen Kern und Elektron wirkt die Coulombkraft, welche der Radialkraft für die Kreisbewegung des Elektrons entspricht. Bohrsche Radien: ๐ โl = 2 โ ๐ โ ๐๐ (1) Quantenbedingung ๐โ n = 1, 2, 3, … โ โ ๐ฃ = 2 โ ๐ โ ๐๐ ๐๐ Kreisbahn: ๐น๐๐ = ๐น๐ ๐๐ l= ๐ ๐๐ โ๐ฃ 2โ๐โ๐ ๐ฃ๐ = โ ๐๐ ๐โโ 1 ๐2 ๐ฃ2 โ =๐โ 4 โ ๐ โ ๐0 ๐๐ 2 ๐๐ Für die Bohrschen Radien eines Wasserstoffatoms gilt: 2 โ โ ๐0 2 ๐๐ = ๐ โ ๐ โ ๐๐ โ ๐ 2 rn ~ n² konstant Die theoretischen Berechnungen der Bohrschen Radien stimmen mit den experimentellen Bestimmungen des Durchmessers eines Wasserstoffatoms überein. d ๏ป 1.10-10m Energieniveaus: Die Energie des Elektrons auf einer Bohrschen Bahn setzt sich zusammen aus: (1) Bewegungsenergie des Elektrons (2) potenziellen Energie im elektrischen Feld ๐ธ๐๐๐ ๐ธ๐๐๐ ๐ = โ ๐ฃ2 2 ๐ธ๐๐๐ก ๐ ๐2 = โ 2 4๐๐0 โ ๐ โ ๐ ๐ธ๐๐๐ = ๐ธ๐๐๐ + ๐ธ๐๐๐ก ๐ธ๐๐๐ก 1 ๐1 โ ๐2 = โ 4๐๐0 ๐ 1 ๐2 =− โ 4๐๐0 ๐ 1 ๐2 ๐2 = โ − 2 4๐๐0 ๐ 4๐๐0 ๐ ๐๐ โ ๐ 4 1 ๐ธ๐ = − โ 8 โ ๐0 2 โ โ2 ๐2 q1 = -q2 = e 1 ๐ธ๐ ~ 2 ๐ ๐2 =− 8๐๐0 โ ๐ ๐ธ๐ = ๐ธ1 โ 1 r = … s.o. ๐2 Jedem Radius der Elektronenbahn ist ein diskreter Energiewert zugeordnet und entspricht einer Energiestufe. โบ Energiestufenmodell E in eV Elektronen sind nicht mehr im Atom gebunden ๏ฎ freie Elektronen Grenzkontinuum Ionisation 0 E4 E1 n=4 n=3 E2 n=2 E1 -13,6 n=1 Atomkern Atom im angeregten Zustand Grundzustand Am Atom gebundene Elektronen
