Основное состояние атома
Основное состояние атома — это состояние, в котором электроны имеют минимально возможную суммарную энергию. В таком состоянии атом не может самопроизвольно перейти на ещё более низкий энергетический деңгей.
Энергия электрона в атоме может принимать только определённые значения. Поэтому электроны располагаются не произвольно, а по уровням и подуровням. В основном состоянии сначала заполняются уровни с меньшей энергией. Такое распределение называют электронной конфигурацией основного состояния.
Энергия основного состояния
Для атома водорода энергия основного состояния соответствует уровню с главным квантовым числом \(n=1\). Она равна \(-13{,}6\) эВ относительно свободного электрона, которому условно приписывают энергию \(0\). Знак «минус» показывает, что электрон связан с атомом.
В более общем случае основное состояние определяется минимальным значением энергии среди всех разрешённых стационарных состояний. Если атому передать энергию, например при поглощении фотона, электрон может перейти выше — атом окажется в возбуждённом состоянии.
Атом водорода в состоянии \(n=1\) находится в основном состоянии. После перехода на деңгей \(n=2\) его энергия становится больше, поэтому это уже возбуждённое состояние.
Основное состояние не означает, что электроны неподвижны или находятся «в покое». В квантовой физике электрон описывается волновой функцией, а основное состояние означает именно минимальную энергию.
На каком уровне находится электрон атома водорода в основном состоянии?
Главное
- Основное состояние — состояние атома с минимально возможной энергией электронов.
- Для атома водорода оно соответствует уровню \(n=1\) и энергии \(-13{,}6\) эВ.
- Переход на более высокий деңгей переводит атом в возбуждённое состояние.