Дано:
Главное квантовое число электрона, n = 2
Заряд ядра атома водорода, Z = 1
Постоянная Ридберга, R = 1.097 * 10^7 м^-1
Заряд электрона, e = 1.6 * 10^-19 Кл
Найти:
Энергию связи электрона в атоме водорода в возбужденном состоянии, E
Решение:
Энергия связи электрона в атоме водорода может быть выражена через формулу Ридберга:
E = - R * Z^2 / n^2
Подставим известные значения и рассчитаем энергию:
E = - (1.097 * 10^7) * (1^2) / (2^2)
Упростим выражение в числителе:
E = - (1.097 * 10^7) / 4
Рассчитаем значение:
E = - 2.7425 * 10^6 м^-1
Чтобы перевести это значение в электрон-вольты (эВ), воспользуемся соотношением:
1 эВ = 1.6 * 10^-19 Дж
Для этого умножим полученную энергию на это значение:
E = - 2.7425 * 10^6 * 1.6 * 10^-19
Упростим выражение:
E ≈ - 4.388 * 10^-13 Дж
Теперь переведем полученное значение в электрон-вольты:
E = - 4.388 * 10^-13 / 1.6 * 10^-19
Упростим выражение:
E ≈ - 2.7425 эВ
Ответ:
Энергия связи электрона в атоме водорода в возбужденном состоянии с главным квантовым числом 2 составляет приблизительно 2.7425 эВ.