Почему электронная оболочка, находящаяся дальше от ядра, имеет более высокий энергетический уровень?

Использование электрической потенциальной энергии В знак равно 1 4 π ε 0 Вопрос 1 Вопрос 2 р , частица дальше от ядра имеет меньшую величину энергии.

Согласно закону Кулона, частица, находящаяся дальше от ядра, испытывает более слабое притяжение, поэтому для поддержания орбиты требуется меньше энергии. ⋆ вокруг этой электронной оболочки по сравнению с электронной оболочкой, расположенной ближе к ядру, следовательно, та, что ближе к ядру, предположительно должна иметь более высокую энергию.

⋆ я знаю на самом деле е − не вращается вокруг атома, но его положение существует как плотность вероятности или радиальная функция вероятности.

Тороплюсь, поэтому дам подсказку: какой знак у Q1? Q2? Как это влияет на ваши рассуждения о том, что потенциальная энергия уменьшается с увеличением r?
Более того, не учитывайте абсолютные величины , это только вызовет путаницу. Вы должны учитывать разницу в PE между двумя позициями...
Ах да! Хорошо, теперь я понимаю лучше. Да, электрону не нужна энергия для поддержания орбиты, поскольку ускорение перпендикулярно направлению движения. Удаление e- из атома или его переход на более высокий энергетический уровень требует энергии. Я понял свое заблуждение. А как насчет концепции, почему электронные оболочки с более высоким главным квантовым числом имеют более высокий энергетический уровень?

Ответы (4)

Потенциальная энергия, запасенная в системе с двумя одинаковыми зарядами, будет увеличиваться с уменьшением расстояния между ними. В то время как для системы с двумя разными зарядами потенциальная энергия уменьшается с уменьшением расстояния (это означает, что потенциальная энергия высвобождается, если они сближаются), что объясняет увеличение притяжения.

В приведенном вами уравнении потенциальная энергия в системе ядро-электрон отрицательна . Это означает, что потенциальная энергия системы высвобождается и, следовательно, указывает на притяжение ядра к электрону (так они достигают устойчивости).

Следовательно, система, состоящая из электрона, находящегося далеко от ядра, будет иметь высокую потенциальную энергию, запасенную в ней, что указывает на то, что они обладают достаточной потенциальной энергией, которая может преодолеть силы притяжения (означает, что силы притяжения между электроном и ядром меньше). Это означает, что потенциальная энергия, высвобождаемая электроном вдали от ядра, очень мала. Следовательно, самые внешние электроны менее стабильны.

Для электрона, очень близкого к ядру, потенциальная энергия минимальна, что означает, что система, состоящая из ядра и более близкого электрона, высвобождает большую часть своей потенциальной энергии (так что теперь система будет иметь меньшую потенциальную энергию), чтобы иметь повышенное притяжение. усилие, что, в свою очередь, соответствует максимальной устойчивости.

Таким образом, требуется большое количество энергии, чтобы высвободить электрон из самой внутренней оболочки, а не электрон из самой внешней оболочки . Вот почему мы говорим, что электрон на самой внешней оболочке имеет более высокую (потенциальную) энергию, чем на большинстве внутренних оболочек. Таким образом, требуется меньше энергии, чтобы высвободить электрон из самой внешней оболочки.

<Для электрона, расположенного очень близко к ядру, потенциальная энергия минимальна>Я не мог понять утверждение, поскольку потенциальная энергия частицы – это количество энергии, запасенной в ней из-за наличия поля, т.е. поля заряда ядра и его значение больше, когда вы подходите ближе.
Потенциальная энергия отрицательна, значит энергия высвобождается. Чем больше сила притяжения, тем меньше потенциальная энергия.
Если электрон вблизи ядра обладает высокой энергией, он будет нестабилен. Потенциальная энергия запасается в системе. Но энергия отрицательная. По мере удаления от ядра потенциальная энергия становится все менее отрицательной. Что больше - Менее отрицательное или более отрицательное?
Потенциал положительного заряда уменьшается при наличии отрицательного заряда. Так высвобождается потенциальная энергия, запасенная в системе. Когда два одинаковых заряда сблизятся, над системой необходимо совершить работу, которая будет добавлена ​​в виде потенциальной энергии системы. В случае двух разноименных зарядов работа совершается самой системой, что соответствует уменьшению потенциальной энергии, запасенной в системе. Таким образом, потенциальная энергия будет минимальной для двух разноименных зарядов и максимальной для двух одноименных зарядов.
я думаю, что энергия, которая связывает частицу с системой, лучше всего оценивается по энергии, необходимой агентству, чтобы перевести тело в несвязанное состояние, и в этом суть вопроса - состояния, более близкие к ядру, таковы, что вы нужно больше энергии, чтобы освободить частицу, так что это более высокое связанное состояние.
Очевидно, что энергия, необходимая для освобождения электрона из его оболочки, определяется энергией электрона, занимающего эту оболочку. Поскольку внутренняя оболочка имеет меньшую потенциальную энергию, требуется большая энергия, чтобы оторвать электрон от внутренней орбиты.
Электрон на самой внешней оболочке меньше связан с ядром. Следовательно, для того, чтобы электрон вырвался из-под ядерной силы связи, требуется лишь меньше энергии. Это означает, что электрон, занимающий самую внешнюю оболочку, характеризуется высокой энергией. Поэтому требуется очень мало энергии, чтобы отделить электрон от сил притяжения ядра.

Энергия на уровне н дан кем-то

Е знак равно − Z 2 р Е н 2
куда р Е есть энергия Ридберга ( р Е знак равно 13,6 е В ).

Следовательно, большее н означает меньшую энергию (по модулю), т. е. электрон менее связан.

Хорошо, вау, это правда. Я с тобой согласен. Спасибо за ваш ответ! Однако есть один аспект, который я не понимаю. В химии электронная оболочка с более высоким главным квантовым числом, имеет более высокие энергетические уровни!!! .
@DeDay обе вещи верны. Более высокие квантовые числа имеют более высокую энергию, а более высокие квантовые числа имеют более низкое абсолютное значение энергии. Однако «абсолютное значение энергии» — это бессмысленная величина, поэтому, вероятно, они подчеркивают тот факт, что более высокие квантовые числа имеют более высокую энергию.
Было бы очень хорошо объяснить, что означают все символы (Z отсутствует), и что означает энергия Ридберга. Довольно просто, но, вероятно, ответ станет значительно более информативным, если добавить немного контекста.
Я агеее с лук32. Я не могу найти приведенное выше уравнение здесь ( en.m.wikipedia.org/wiki/Rydberg_constant ), но мне удалось найти похожее уравнение. Мне тоже интересно, что такое z. Я предполагаю номер протона.
Но разве нет большей энергии для того же н но больше л также ? что вызывает это?

По E=-Z^2RE/n2, где RE - энергия Ридберга. По мере увеличения n EPE становится меньше -ve (т.е. больше +ve), что указывает на более высокий уровень энергии.

Или же

EPE = 1/4πε( Qproton Qe-) /r. По мере увеличения r EPE становится меньше -ve (т.е. больше +ve), что указывает на более высокий уровень энергии.

Спасибо всем, кто помог!

E=-Z^2RE/n2, где RE - энергия Ридберга. По мере увеличения n EPE становится меньше -ve (т.е. больше +ve), что указывает на более высокий уровень энергии <

Или же

EPE = 1/4πε( Qproton Qe-) /r. По мере увеличения r EPE становится меньше -ve (т.е. больше +ve), что указывает на более высокий уровень энергии <

Спасибо всем, кто помог! <

Я прошу не согласиться с приведенным выше объяснением, предоставленным автором @ De Day:

Самая высокая энергия, приобретаемая электроном, находится на K-оболочке, и энергия медленно уменьшается по мере продвижения к L, M, N ... оболочкам.

подтверждением является то, что энергия, необходимая для удаления электрона K-оболочки, является самой высокой, а в рентгеновском излучении высокоскоростные электроны катода выбивают электроны K-оболочки, и для этого требуется около 20-25 кэВ энергии.

Поэтому я хочу добавить, что энергетические уровни, которые находятся ближе всего к ядру, являются высшими, и приведенное выше утверждение автора неверно.

Более того, если электрон K-оболочки выбивается и создается вакансия, то любой переход с LM... уровней приводит к эмиссионным линиям самой низкой длины волны и самой высокой частоты характеристических линий рентгеновского излучения . Этот энергетический пакет содержит разность энергетических уровней атома. величина этой энергии также предполагает, что E(K)-E(m)=h. частота . самый большой.

Я думаю, что путаница заключается в том, что полная энергия связанных состояний является суммой ее KE и PE, а полная энергия должна быть отрицательной для связанных состояний , и она становится самой высокой по мере приближения к ядерному заряду + ze.

Просто думая о потенциальной энергии, нужно учитывать, что поле ядерного заряда проделало работу над электроном, чтобы довести его до радиуса оболочки, и эта проделанная работа будет наибольшей, если подойти ближе.

испытание заключается в подаче энергии для вытягивания K-электрона, и значение энергии, необходимое для извлечения, снова будет больше, чем L, M, ... и другие электроны оболочки.

Если это так, то почему возбужденный электрон переходит в более высокое энергетическое состояние? Например, когда электрон в K-оболочке возбужден, он перейдет на L-оболочку? Экспериментальное обоснование, которое вы предоставили, верно, но рассуждение плохое.
<почему возбужденный электрон переходит в более высокое энергетическое состояние>
Почитайте об атомной физике, электродинамике, квантовой механике и т. д. Это поможет.
<почему возбужденный электрон переходит в более высокое энергетическое состояние> @unnikrishnan электрон, когда поглощает энергию, переходит на более высокие оболочки, имеющие более высокие значения n, а не более высокую энергию, поскольку это движение приближает его к континууму. самые глубокие энергетические уровни - это К-уровень - вы находитесь в потенциальном колодце, и чем глубже вы идете, тем больше значение отрицательной энергии. Здравый смысл - -10эв глубже, чем -5 эв. как в направлении +ve у него более высокие значения, так и в направлении -ve у него более высокие значения до -бесконечности.
-10 эВ меньше -5 эВ
Я на самом деле очень смущен. Так почему же электронные оболочки, расположенные дальше от ядра, имеют более высокий энергетический уровень?
Между прочим, это рассуждение неверно, е-ближе к ядру имеет более низкую (потенциальную) энергию, поэтому для его освобождения требуется больше энергии. Электрон дальше от ядра имеет более высокую (потенциальную) энергию, поэтому для его высвобождения требуется меньше энергии.
(Я знаю, что e-ближе к ядру имеет более высокую скорость, следовательно, кинетическую энергию, чем e-дальше от ядра, но я не уверен, как согласовать этот факт)
Надеюсь, что может быть объединяющий ответ на эту тему
Я думаю, что модель Бора и модель эллиптической орбиты атома Зоммерфилда были построены на классической механической основе, очень похожей на движение планет под действием гравитации с наездником квантования энергии и импульсов. Уровни энергии - это отображение полной энергии на диаграмме. где связанные состояния естественным образом возникают ниже нулевого значения. Таким образом, энергии медленно увеличиваются в сторону более отрицательных значений - это не означает, что они являются состояниями с отрицательной энергией. чем верхние уровни близки к нулевому значению.
Почему электронная оболочка, находящаяся дальше от ядра, имеет более высокий энергетический уровень?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v