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