作业帮原子中所有的能量都在电子中吗我在学原子能级结构的时候,在一个教辅中看到这么一段：氢原子能量为-13.6ev时,表示原子的总能量为-13.6ev,即电子的动能与电势能之和为-13.6ev.这意思就是说原
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/03 07:21:18
原子中所有的能量都在电子中吗我在学原子能级结构的时候,在一个教辅中看到这么一段：氢原子能量为-13.6ev时,表示原子的总能量为-13.6ev,即电子的动能与电势能之和为-13.6ev.这意思就是说原
原子中所有的能量都在电子中吗
我在学原子能级结构的时候,
在一个教辅中看到这么一段：氢原子能量为-13.6ev时,表示原子的总能量为-13.6ev,即电子的动能与电势能之和为-13.6ev.
这意思就是说原子的所有能量都在电子中了?
这应该如何去理解呢?
原子中所有的能量都在电子中吗我在学原子能级结构的时候,在一个教辅中看到这么一段：氢原子能量为-13.6ev时,表示原子的总能量为-13.6ev,即电子的动能与电势能之和为-13.6ev.这意思就是说原
可以计算啊,不过先说明哈,你的那个认为是错误的,我们用经典物理的方法来一步一步地来反着推导计算〖应该是先通过氢原子谱知道了13.6eV这个数据,才根据经典物理求玻尔半径的,现在为了解释这个13.6eV,我们反着来算一下就明白了.〗：
首先,氢原子是最好的标本,因为它只有1个电子,这个电子没有轨道角动量,也就是说这个电子围绕氢原子核做匀速圆周运动：库仑引力提供向心力：ke²/r²=mv²/r……①.
电子在库仑场中的势能Ep是引力对距离的导数,Ep=dF/dr=-ke²/r……②【以无穷远的地方为零势能面】
电子动能Ek=0.5mv²……③,把①代入③,有Ek=0.5ke²/r=ke²/2r……④.
电子总能量E=Ek+Ep=-ke²/2r≈-9×(10^9)Nm²/C²×[1.6×10^(-19)C]²÷[2×5.292×10^(-11)m]≈-2.17687×10^(-18)J≈-13.60544eV
【其中,9×(10^9)Nm²/C²是库仑常数,1.6×10^(-19)C是电子电量,5.292×10^(-11)m是氢原子的第一玻尔半径,也就是氢原子基态时的电子公转半径.】
这也就是说你教材上那段“氢原子能量为-13.6ev时,表示原子的总能量为-13.6eV,即电子的动能与电势能之和为-13.6eV.”的话是正确的,至于为什么是能量是个负数,你也看到了,我计算中假定了无穷远处为零势能面,而氢原子中的电子是束缚态电子,距离氢原子核的路程很短,不是无穷远(这个无穷远,怎么说呢?自由电子距离核的路程一般就算无穷远了,在绝对零度的时候,自由电子的能量就为0).
★★★★★★但是,你紧接着后边的理解是错误的,因为原子能量不光是电子能量,13.6eV仅仅只是电子的能量,原子的能量还要包括原子核的能量.事实上,原子核也是分有能级的,中子和质子也是分能级进驻各自属于自己的轨道,有条不紊,只是原子核中核子的轨道不像电子轨道是一圈一圈的,而是一种高度抽象化的轨道,原子核的能量比电子能量大得多,核反应的能量就是由原子核中核子的重排与衰变而来的,那个能量一般是在MeV量级,是电子能量的百万倍!
不是
不是，简单举个例子，原子弹和氢弹的能量是由原子核裂变和聚变产生的。想来电子怎么都没这么大能量。