مخطط مستوى الطاقة لذرة الهيدروجين
مخطط مستوى الطاقة لذرة الهيدروجين
*ـ الذرة لا ترى ولكن يمكن تمثيل طاقاتها المكممة والانتقالات الممكنة للإلكترون بين هذه الطاقات بمخطط يسمى مخطط مستوى الطاقة.
تعريف مخطط مستوى الطاقة : هو عبارة عن مخطط تمثل فيه طاقة الإلكترون في كل مدار بمستوى أفقي يدعى مستوى الطاقة ,ويمثل انتقال الإلكترون من مستوى طاقة إلى آخر بسهم رأسي .
*ـ إن انتقال الإلكترون بين المستويات يعطي خطاً طيفياً بتردد معين (f) وطاقته (hf) تساوي الفرق بين طاقتي هذين المستويين ، بحسب الفرضية الثالثة لبوهر .
س: لماذا تم تمثيل الذرة بمخطط مستوى الطاقة .
جـ: لأن الذرة لا ترى بالعين المجردة.
س : هل طيف ذرة الهيدروجين هو نفس طيف الأيونات الشبيهة بها ( مثل ذرة الهيليوم أحادي التأين +He ). ولماذا .
جـ :............................................................................................
س : هل طيف ذرة الهيدروجين هو نفس طيف الأيونات الشبيهة بها ( مثل ذرة الهيليوم أحادي التأين +He ). ولماذا .
جـ :............................................................................................
ملاحظات هامة :
من الشكل المقابل (19) و من العلاقة
نلاحظ أن :
*ـ طاقة الإلكترون في ذرة الهيدروجين (طان) سالبة (-) ( لماذا ) وتزداد جبرياً بازدياد العدد الكمي الرئيسي (ن).
*ـ تتقارب مستويات الطاقة من بعضها كلما اتجهنا نحو(∞) لماذا. لأن الفرق بين طاقة المستويات (∆طا) يقل كلما زادت قيمة (ن).
*ـ عندما تكون(ن=1) يكون الإلكترون في أدنى مستوى له في الطاقة ويسمى بالمستوى الأساسي (المستوى الأرضي) .
*ـ كلما زادت قيمة (ن) , أي كلما ابتعد الإلكترون عن النواة ازدادت طاقته جبرياً حتى تصل إلى الصفر (طا∞ = صفر)عندما (ن=∞) وفي هذه الحالة يكون الإلكترون حراً خارج الذرة وغير مرتبط بالنواة ونقول عندئذٍ أن الذرة قد فقدت إلكتروناً وأصبحت مؤينة.
*ـ طاقة التأين : هي أقل طاقة يجب أن يمتصها الإلكترون في ذرة الهيدروجين لإخراجه من المستوى الأرضي إلى خارج الذرة ، وتساوي ( +13.6 إ.ف) بالنسبة لذرة الهيدروجين .
رياضياً : طاقة التأين = طا∞- طا1= صفر – (-13.6) = 13.6 (إ.ف). وهذا يعنى أن طاقة التأين لذرة الهيدروجين تساوي طاقة المستوى الأول ولكن بإشارة موجبة. وهذا يبين أن طاقة التأين لأي مستوى هي طاقة ذلك المستوى ولكن بإشارة موجبة.
*ـ خارج الذرة تكون طاقة الإلكترون موجبة (علل) لأنها عبارة عن طاقة حركية (لحركة مستمرة) ويكون للإلكترون خارج الذرة طيف إشعاعي متصل .
*ـ داخل الذرة تكون طاقة الإلكترون مكممة كما صاغتها نظرية بوهر وبالتالي فانتقاله داخلها يعطي طيف إشعاعي خطي .
*ـ الإلكترون الأكثر بعداً من النواة يمتلك طاقة أكبر فهو إذن أكثر نشاطاً وفعالية , وهو المسئول عن التفاعلات الكيميائية أو الإشعاعات الطيفية (علل) وذلك نتيجة لانتقاله إلى مستويات طاقة أدنى .
*ـ الإلكترون الأكثر قرباً من النواة يمتلك طاقة أقل ويكون في حالة أكثر استقراراً.
*ـ الإلكترون المثار الواقع على مدار بعيد من النواة يحاول أن يعود بسرعة إلى مكانه الأول (الأصلي) باعثاً بالطاقة التي امتصها على شكل إشعاع .
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س: ذرة الهيدروجين لكي تصبح متأينة لا بد وأن إلكترونها يحتاج إلى طاقة مقدارها (+13.6) إلكترون فولت وليس أقل من هذا المقدار , فسر ذلك . وزراي (2005 ـ 2006م)
س: علل الإلكترون الأكثر بعداً عن النواة هو المسئول عن التفاعلات الكيميائية. وزاري(2011 ـ 2012 م )
**********************************
شرح بالفيديو لدرس مخطط مستوى الطاقة لذرة الهيدروجين
تعليقات