Rozmiary liniowe atomu zależa tylko od jego powłoki elektronowej

Rozmiary liniowe atomu zależa tylko od jego powłoki elektronowej; są one rzędu 10 ^-{8} cm.
Obojętny atom zawiera Z elektronów. Stany poszczególnych elektronów określa się za pomocą
czterech liczb kwantowych : głównej „n” ; orbitalnej „ l” ; magnetycznej „ m” i spinowej „ s”. W powłoce
może znaleźć się maksymalnie 2n^{2} elektronów. Calkowicie zapełnione pierwsze cztery powłoki
oznaczane sybolami K;L;M;N mogą zawierać tylko 2; 8; 18; 32 elektrony. Sposoby zapełniania powłok
elektronowych można znaleźć w układzie okresowym pierwiastków.
Z pierwszego postulatu Bohra:
mvr = nh/2π => r = nh/2πvm
Oblicz długość promienia 6 orbity oraz energię elektronu przy przeskoku z orbity 6 na 4.
Określ czy elektron pochłania czy emituje foton energii.
Szósta orbita odpowiada powłoce P i jest przedostania z 7-u powłok
W przypadku atomu wodoru :
Długość jego pierwszego promienia - r₁ = 5,3 x 10⁻¹¹m = 0,53 A
Wyliczenie czysto teoretyczne dla atomu wodoru będzie postaci (wodór ma Z=1 i konfiguracje
elektronowa w stanie podstawowym 1s1)
r6 – r4 = ?
r6 = 6²r₁= 36 x5,3 x 10⁻¹¹m=190,8 x 10⁻¹¹m= 1,908 nm (nanometra)
r4 = 4²r₁
Δr = 36r₁ - 16r₁ = 20r₁
r6 = 6²r₁= 36 x5,3 x 10⁻¹¹m=190,8 x 10⁻¹¹m= 1,908 nm (nanometra)
Elektron emituje cześć energii gdyż przechodzi na niższy poziom energetyczny.
Ze względu na ilość powłok bardziej adekwatnym pierwiastkiem będzie atom krzemu Si-który ma
liczbę Z= 14; konfiguracje elektronów zewn. w stanie podstawowym 3s23p2. Promien atomowy
R1=1,175 A= 11,75 x 10-11 m czyli dla tego przykładu :
r6 = 6²r₁= 36 x 11,75 x 10⁻¹¹m = 423 x 10⁻¹¹m= 4,23 nm (nanometra)
i odpowiednio Δr = 36r₁ - 16r₁ = 20r₁
Δr = 20 x 11,75
x 10-11 m = 235 x 10-11 m
=2,35 nm
Energia elektronu przy zadanym przeskoku z powłok wyniesie :
ΔE= - 13,55 Z2 / Δr
= - 303,8/2,35 nm= - 1,293 eV