Состояние атома или электрона

Я могу изложить свой вопрос на примере. Мы говорим, что атом водорода находится в основном или возбужденном состоянии. Но должен ли это быть электрон, находящийся в основном или в возбужденном состоянии. Например, в вопросе говорится, что электрон сталкивается и возбуждает атом водорода в основном состоянии до 3-го возбужденного состояния. Что это значит? - Что электрон сталкивается с атомом водорода и выбивает электрон его 1-й оболочки (находящийся в основном состоянии, -13,6 эВ) на 3-ю оболочку.

Разве это не так? Если это так, то почему мы говорим о состоянии атома, когда оно должно быть состоянием электрона. Или я ошибся? Если да, то что правильно.

Ну, электрон является частью атома. В лучшем случае это похоже на языковой нюанс.

Ответы (2)

Нет, это весь атом, который находится в определенном состоянии, т.е. имеет определенную энергию.

Протон примерно в 2000 раз тяжелее электрона, поэтому, по крайней мере, при первом обучении студентов атому водорода мы склонны предполагать, что протон неподвижен. То есть электрон движется в фиксированном кулоновском потенциале. Если сделать такое предположение, то единственной переменной в системе является электрон и имеет смысл говорить о состояниях электрона.

Однако протон не фиксирован и реагирует на электрон так же, как электрон реагирует на протон, и это сдвигает энергетические уровни на небольшую, но измеримую величину. Например, волновая функция основного состояния:

ψ 1 с "=" е − р / а 0 π а 0 3 / 2

где радиус Бора а 0 является:

а 0 "=" ℏ 2 м е 2

И это дает энергию основного состояния как:

Е 1 с "=" м е 4 8 час 2 ε 0 2

Пока все хорошо, но м в этих уравнениях нет массы электрона. Если бы протон действительно был зафиксирован, это была бы масса электрона, но на самом деле это уменьшенная масса электрон-протонной системы:

м "=" м е м п м е + м п

И это работает, чтобы быть о 0,9995 м е . Поэтому, если мы будем рассматривать систему, рассматривая только электрон, мы получим энергии, которые будут слишком высокими примерно на 0,05 % и это легко измеримо.

Тот же аргумент говорит нам, что энергетические состояния атомов дейтерия и трития снова будут разными, потому что приведенная масса будет другой. Волновые функции и энергии действительно являются свойствами всего атома, а не только электрона.

Я хотел бы спросить, что в примере @E2n дает электрон (водорода), который возбуждается на 3-ю оболочку из основного состояния, когда электрон сталкивается с атомом водорода. Если пренебречь расчетом СОМ , то мы будем правы, говоря, что возбудил электрон , но при этом учтем небольшую ошибку . Если мы учтем COM, то получим точный результат. Но именно электрон перепрыгивает на 3-ю оболочку, и общий прирост энергии в этом процессе – это возбуждение! Правильно ли я написал?
Та же схема приближений справедлива для многоэлектронных атомов. Говорить, скажем, об углероде как о двух 1 с электроны, два 2 с электроны и два 2 п электроны. Но волновые функции, которые на самом деле дают хорошие предсказания поведения углерода, имеют и другие комбинации — до тех пор, пока он имеет одинаковые общие квантовые числа, он вносит свой вклад. Вы не можете указать на электрон в атоме углерода и сказать: «Это 2 п электрон».
Таким образом, это электрон, который сталкивается и возбуждает электрон атома водорода, чтобы перейти в возбужденное состояние, но, поскольку ядро ​​​​также движется вокруг центра масс, это возбуждение всего атома.
@E2n: да, это довольно хороший способ выразить это.

Я не уверен, но я думаю, что в самом ядре есть энергетические уровни, поэтому, возможно, тот факт, что электрон поднимается на энергетический уровень, влияет на ядро ​​и поднимает протоны, например, на энергетический уровень, потому что помните, если электроны нужно больше силы, чтобы удержать их от побега от атома, потому что теперь они находятся дальше от притягивающего ядра.

Не цитируйте меня, это всего лишь предположение, но было бы интересно проверить, прав ли я (вероятно, нет).

Состояние атома или электрона
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v