Năng lượng của electron trong hệ gồm 1 electron và 1 hạt nhân (như H, He+, …) theo mô hình Rutherford – Bohr cũng như mô hình hiện đại đều phụ

Bài 4.16* trang 12 SBT Hóa học 10: Năng lượng của electron trong hệ gồm 1 electron và 1 hạt nhân (như H, He⁺, …) theo mô hình Rutherford – Bohr cũng như mô hình hiện đại đều phụ thuộc vào số thứ tự của lớp (n) và điện tích hạt nhân (Z) như sau:

                             ${\mathrm{E}}_{\mathrm{n}}=-2,18\times {10}^{-18}\times \frac{{\mathrm{Z}}^2}{{\mathrm{n}}^2}\left(\mathrm{J}\right)$

trong đó Z là điện tích hạt nhân; n = 1, 2, 3, … là số thứ tự của lớp electron.

Hãy tính và so sánh (có giải thích) năng lượng của electron lớp thứ nhất của H, He⁺, Li²⁺.

Trả lời

Năng lượng của electron lớp thứ nhất của H:

${\mathrm{E}}_{1\left(\mathrm{H}\right)}=-2,18\times {10}^{-18}\times \frac{1^2}{1^2}=-2,18\times {10}^{-18}\left(\mathrm{J}\right)$

Năng lượng của electron lớp thứ nhất của He⁺:

${\mathrm{E}}_{1\left({\mathrm{He}}^{+}\right)}=-2,18\times {10}^{-18}\times \frac{2^2}{1^2}=-8,72\times {10}^{-18}\left(\mathrm{J}\right)$

Năng lượng của electron lớp thứ nhất của Li²⁺:

${\mathrm{E}}_{1\left({{\mathrm{Li}}^2}^{+}\right)}=-2,18\times {10}^{-18}\times \frac{3^2}{1^2}=-1,962\times {10}^{-17}\left(\mathrm{J}\right)$

Theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, năng lượng của electron lớp thứ nhất của H, He⁺, Li²⁺ trở lên âm hơn. Điều này được giải thích là khi Z tăng, lực hút giữa hạt nhân với electron cũng sẽ tăng lên.

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 10 sách Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác

Bài 2: Thành phần của nguyên tử

Bài 3: Nguyên tố hóa học

Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử

Bài 5: Lớp, phân lớp và cấu hình electron

Bài 6: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Bài 7: Xu hướng biến đổi một số tính chất của đơn chất, biến đổi thành phần và tính chất của hợp chất trong một chu kì và trong một nhóm