منو
 کاربر Online
1061 کاربر online

بررسی انرژی اتم He

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > شیمی
(cached)


این مطلب از بخش آموزش وب‌سایت المپیاد شیمی رشد،انتخاب شده که با فرمت pdf نیز در وب‌سایت المپیاد رشدموجود می‌باشد. برای مشاهده این موضوعات در وب‌سایت المپیاد، به آدرس فهرست مطالب شیمی مراجعه کنید. همچنین می‌توانید با کلیک اینجا‌ ، با ویژگی‌های بخش آموزش این وب‌سایت آشنا شوید.


بررسی نقش اثرات متبادل الکترونها روی انرژی اتم هلیم


اتم هلیم دو پروتون در هسته و دو الکترون در اوربیتال دارد. یک الکترون را با شماره (1) و الکترون دیگر را با شماره (2) مشخص می‌کنیم.
الکترون شماره (2) در حضور الکترون شماره (1) نمی‌تواند اثر دو واحد بار مثبت هسته را حس کند. زیرا تحت تأثیر نقش پوششی الکترون (1) قرار گرفته است. در عین حال، الکترون شماره (2) تحت تأثیر نیروی دافعه الکترون شماره (1) قرار می‌گیرد. به عبارتی،‌ الکترون (2) از یکسو تحت تأثیر جذب هسته و از سوی دیگر تحت تأثیر دفع الکترونی شماره (1) واقع می‌شود. در این شرایط، بار مؤثر هسته که روی الکترون شماره (2) اثر می‌کند، کمتر از دو واحد و بیش از یک واحد است.
از آنجا که توزیع احتمال هر دو الکترون تقارن کروی دارد و در حالت پایه، توزیع احتمال آنها یکسان می‌باشد، اثر پوششی و بار مؤثر هسته هر دو الکترون یکسان خواهد بود. محاسبه و تقریب نشان می‌دهد که نخستین انرژی یونیزاسیون هلیم برابر است با:
همچنین محاسبه و تقریب نشان می‌دهد که. با استفاده از این عدد به انرژی اتم هلیم و نخستین انرژی یونیزاسیون دسترسی پیدا می‌کنند. زیرا در قلمرو حداکثر (2) و حداقل (1) قرار می‌گیرد و نشان می‌دهد که اثر پوششی جزئی نسبت به هسته وجود دارد.
شکل زیر توزیع احتمال شعاعی الکترون هلیم را برای حالت نامبرده فوق که در آن است، همچنین برای دو حالت و، نشان می‌دهد.
img/daneshnameh_up/1/1c/mch0049a.jpg
می‌توان انرژی کلی اتم هلیم را حاصل جمع انرژیهای دو الکترون مستقل دانست که البته هر یک از آنها تحت تأثیر عامل پوششی الکترون دیگری است. در این مورد، باید به مسئله اثرات متقابل این دو الکترون بر روی یکدیگر توجه کرد زیرا اثر اختلالی در محاسبه کل انرژی اتم دارد.
محاسبات مربوطه نشان می‌دهد که انرژی اتم هلیم باید برابر 1725- کیلوکالری باشد. به عبارت ساده‌تر، هنگام شکل گرفتن آرایش الکترونی اتم هلیم، این مقدار انرژی باید از سیستم خارج شود و پایداری زیادی فراهم گردد. حال هرگاه عامل اثرات متقابل الکترونی را به حساب نیاوریم، انرژی تشکیل اتم هلیم بر مبنای محاسبه به 2509- کیلوکالری می‌رسد. اما آنچه که واقعاً از طریق مطالعه طیف اتم و محاسبات مربوط به نتایج تجربی بدست می‌آید، می‌رساند که انرژی هلیم عملاً برابر 1822- کیلوکالری می‌باشد بنابراین، مقدار خطا یا تفاوت بین دو حالت واقعی و محاسبه شده 97 کیلوکالری است.
هرگاه انرژی یونیزاسیون را تفاوت انرژی اتم و یون آن بدانیم، خواهیم داشت:
img/daneshnameh_up/8/83/mch0049b.jpg
در صورتیکه مقدار تجربی که در جدولها ارائه می‌شود برابر 567 کیلوکالری است



1 واقعیت آن است که نمی‌توان وجه تمایزی برای دو الکترون در نظر گرفت . برای تشخیص کبوترها در هر زمان و موقعیتی، می‌توان حلقه‌ای یا برچسبی به پای آنها بست! انجام این کار در مورد الکترونها ناممکن است! به همین دلیل، در تنظیم تابع موجی، وزن و بهـای یکسان برای این دو الکترون قائل می‌شوند.
2 حال که یک الکترون در وجود دارد، دیگر از مزاحمت و اثر پوششی خبری نیست و به عبارت دیگر می‌باشد.
3 و هلیم را عملاً و به طریق تجربی از برخورد فوتونهایی با فرکانس کافی، یا الکترونهایی با انرژی سینتیک کافی با اتمها اندازه‌گیری می‌کنند. این برخوردها باعث جدا شدن نخستین و سپس دومین الکترون اتم هلیم می‌شوند.



پیوند های خارجی

http://Olympiad.roshd.ir/chemistry/content/pdf/0184.pdf




تعداد بازدید ها: 14369


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..