Какую энергию необходимо затратить для удаления одного электрона из атома гелия, предполагая, что оставшийся электрон

  • 7
Какую энергию необходимо затратить для удаления одного электрона из атома гелия, предполагая, что оставшийся электрон окажется в состоянии с наименьшей энергией для однозарядного иона гелия, при условии, что в модели атома гелия два электрона движутся по одной окружности, расположенным в диаметрально противоположных ее точках и выполняется боровское правило квантования с n = 1 для каждого электрона?
Volshebnik
17
Для решения данной задачи, нам необходимо использовать формулу Бора для энергии электрона в атоме водорода:

\[E = -\frac{2\pi^2m_e e^4Z^2}{h^2} \cdot \frac{1}{n^2}\]

Где:
- E - энергия электрона в атоме,
- \(m_e\) - масса электрона,
- e - элементарный заряд,
- Z - заряд ядра атома (в данном случае равен 2 для гелия),
- h - постоянная Планка,
- n - главное квантовое число (в данном случае равно 1).

Нам нужно найти энергию электрона, для которой n равно 1, предполагая, что оставшийся электрон окажется в состоянии с наименьшей энергией для однозарядного иона гелия. Подставим значения в формулу Бора:

\[E = -\frac{2\pi^2(9.10938356 × 10^{-31} \, \text{кг}) \cdot (1.602176634 × 10^{-19} \, \text{Кл})^4 \cdot (2)^2}{(6.62607015 × 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с})^2} \cdot \frac{1}{1^2}\]

Выполняя вычисления, получим:

\[E = -2.18 \times 10^{-18} \, \text{Дж}\]

Таким образом, для удаления одного электрона из атома гелия и перехода оставшегося электрона на наименьшую энергетическую орбиту, необходимо затратить энергию, равную -2.18 x 10^-18 Дж.