Die opgewekte toestand van elektron is verantwoordelik vir baie eienskappe wat daardeur vertoon word. Dit is die basis van atoomchemie en molekulevorming. Hierdie artikel illustreer interessante feite wat verband hou met die opwekkingsfase van die elektrone.
Die opgewekte toestand van elektron kan gedefinieer word as die tydelike beweging van 'n elektron vanaf sy grondtoestand na 'n opgewekte toestand op die verskaffing van ekstra energie. Hierdie opgewonde toestand van elektron kan bereik word deur die oordrag van energie in die vorm van botsing tussen molekules, absorpsie van 'n foton, pakkie of lig.
Om die opgewekte toestand van elektron te verstaan, is dit verpligtend om uit te kyk vir die energieraamwerk van 'n atoom. 'n Atoom bestaan uit 3 entiteite, naamlik neutrone, protone en elektrone. Die kern bestaan uit protone en neutrone wat omring word deur elektrone in goed gedefinieerde skulpe bekend as energievlakke wat wisselende energieë het. Dit is die grondtoestandbeskrywing van 'n atoom waar die elektrone in die toestand van laagste energie is.
Elke orbitaal het spesifieke energieparameters. Vir 'n elektron om opgewonde te wees, moet dit van sy laagste stabiele energievlak na die hoër onstabiele energievlak beweeg. Dit kan slegs moontlik wees as die elektron die energieverskil tussen beide die orbitale oorkom. Dit kan slegs moontlik wees as 'n foton met soveel energiekapasiteit deur die elektron geabsorbeer word. Vervulling van hierdie energievereiste lei tot die ideale toestand vir opgewekte toestand van elektron. Maar hierdie opgewekte toestand van elektron is verbygaande en binne 'n paar millisekondes keer elektrone terug na hul grondtoestand vanaf die opgewekte toestand met die emissie van die foton.
Afgesien van die opgewekte toestand van elektron, is daar ook 'n moontlikheid dat die elektron die maksimum energie sal bereik waar die kernaantrekkingskrag of kernenergie geen rol het om te speel nie. Daardie opgewekte elektron is die geïoniseerde elektron. Daar is baie feite wat verband hou met die opgewonde toestand van elektron wat vorentoe bespreek word:
- Elektroniese konfigurasie van die opgewekte toestand van elektron
- Wanneer is die opgewekte toestand van elektron?
- Hoe word die opgewekte toestand van elektron gevorm?
- Rol van elektroniese konfigurasie in die bepaling van die opgewekte toestand van elektron
- Formule van elektroniese konfigurasie tydens die opgewekte toestand van elektron
- Die tyd van opgewekte toestand elektron
- Veranderinge in elektron tydens die opgewekte toestand van elektron
- Die eerste opgewekte toestand van elektron
- Berekening van eerste opgewekte toestand van elektron
- Vlak van eerste opgewekte toestand elektron
- Geldigheid van opgewekte toestand van elektron
Elektroniese konfigurasie van opgewekte toestand elektron
Die elektroniese konfigurasie is die rangskikking van elektrone in die energievlakke volgens die stabiliteit. Gewoonlik is die elektroniese konfigurasie van elke element wat in die periodieke tabel uitgebeeld word in sy grondtoestand. Tydens die binding van elemente om verskeie verbindings te vorm, is daar deling, verkryging en verlies van elektrone wat lei tot 'n opgewonde toestand van elektronvorming.
Opgewekte toestand elektrone word gevorm deur die toevoer van energie en is altyd in 'n hoër rangskikking. Dit word met behulp van 'n voorbeeld gedemonstreer. Kom ons kyk byvoorbeeld na suurstof met 'n atoomgetal = 8. Sy elektroniese konfigurasie in die grondtoestand of laagste mees stabiele energievorm is 1s22s22p4. As die suurstof opgewek moet word, kan dit 'n oneindige aantal orbitale beset, maar gewoonlik beset hulle die volgende orbitaal. So in die opgewonde toestand sal die elektroniese konfigurasie van suurstof 1s wees22s22p33s1
Wanneer is die opgewekte toestand van elektron?
Die opgewekte toestand van elektron gebeur omdat die valenselektrone of die buitenste elektrone nie altyd in hul onderskeie skulpe bly nie. As gevolg van die absorpsie van hitte, lig of kwanta, spring hulle na 'n hoër energievlak wat ver van die kern af is. Maar hierdie verskynsel is nie permanent nie. Die opgewekte elektron kom terug na sy oorspronklike posisie en verloor energie en noem dit die proses van emissie.
Hoe word die opgewekte toestand van elektron gevorm?
Die proses van vorming van die opgewekte toestand van elektron is soortgelyk soos hierbo verduidelik. Dit behels die absorpsie en vrystelling van energie wat lei tot opwekking en dan herwinning van elektrone terug na hul grondtoestand. Die minimum energie wat benodig word vir die beweging van elektron is die drempelenergie. Dit is die verskil tussen grondtoestand en die opgewonde toestand. Hierdie volledige prosedure vind plaas in 'n beperkte golflengte wat op sy beurt gekleurde straling uitstraal en sodoende spektra vorm.
Byvoorbeeld, kopermetaal wanneer dit in 'n warm vlam verhit word, is die kleur van die vlam heldergroen. Dit word geregverdig deur die opgewekte toestand van elektron gevolg deur emissie.
Rol van elektroniese konfigurasie in die bepaling van die opgewekte toestand van elektron
Die elektroniese konfigurasie word beïnvloed deur die opgewekte toestand van elektron. Die elektroniese konfigurasie van 'n atoom waar daar opwekking is, toon die beweging van valenselektrone na die volgende hoër orbitaal.
Sodiummetaal is byvoorbeeld 'n metaal wat die atoomgetal 11 het. Sy grondtoestand elektroniese konfigurasie is 1s22s22p63s1. Tydens opwekking sal die elektron teenwoordig in die 3s subvlak bevorder word na die 3p subvlak. Die elektroniese konfigurasie van die opgewonde toestand sal dus 1s wees22s22p63p1. Maar dit is 'n baie onstabiele toestand en die opgewekte toestand van elektron sal nie lank duur voordat dit na sy oorspronklike elektroniese konfigurasie terugkeer nie.
Hierdie hele proses van opwekking en terugkeer na sy oorspronklike toestand lei tot die vrystelling van 'n kenmerkende geel vlam in die geval van natriummetaal.
Formule van elektroniese konfigurasie tydens die opgewekte toestand van elektron
Daar is geen formules of harde en vinnige reëls om die elektroniese konfigurasie van die opgewekte toestand van elektron te bepaal nie. Die enigste belangrike ding om van bewus te wees, is hoe om die elektroniese konfigurasie van elemente met behoorlike energieverspreiding te skryf. Die opgewekte toestand van elektron kan dan bereik word deur die elektron te spring na die aangrensende hoër energievlak wat kortstondig is.
Die tyd van opgewekte toestand elektron
Die opgewekte toestand van elektrone is 'n baie kortstondige tydperk as gevolg van die onstabiliteit in energieverspreiding. In die meeste van die atome is die gemiddelde tyd voor die emissieproses 10-9 te 10-8 sekondes. Die enigste opgewonde toestand wat vir 'n lang tyd kan bly, is die metastabiele toestand. Alhoewel die tyd minder is as die grondtoestand, is dit baie meer as die ander opgewekte toestand van elektron. Die aansienlike tyd in die metastabiele toestand is 10-6 te 10-3.
Veranderinge in elektron tydens die opgewekte toestand van elektron
Die konsep van wat met elektrone gebeur wanneer dit opgewek word, is baie kompleks en het verskillende teorieë en idees. Baie wetenskaplikes en navorsers glo dat die elektrone self nie van een dop na 'n ander beweeg nie, maar baie van hulle stem nie saam nie
Hulle werk op hierdie idee dat 'n atoom nie 'n voorwerp is soos verduidelik deur die klassieke teorie nie, maar dit is in die vorm van 'n golf soos verduidelik deur later ontwikkelde kwantumteorie. Daar word voorgestel dat daar die beweging van elektrone is in baie molekulêre opwekkings soos n tot pi* waar begin- en eindtoestande verskillende golffunksies het. Hierdie onderwerp raak die golfagtige aspek van die orbitaal waar energie in die vorm van is kwanta.
Die eerste opgewekte toestand van elektron
Die eerste opgewekte toestand van elektron in 'n atoom kan verduidelik word as wanneer die elektrone in die grondtoestand genoeg energie kry om na die volgende orbitaal te spring. Byvoorbeeld
In die H-atoom beset elektrone skulpe wat as n aangedui word. Die grondtoestand is dan n=1 en daarbo is die eerste opgewekte toestand van elektron n=2.
Die energie verskil word gegee deur
En = -13.6eV/n^2 waar n = 1, 2, 3, 4….
Dus kan die energieverskil van die eerste opgewekte toestand van elektron E2-E1 = 10.2eV wees
Berekening van eerste opgewekte toestand van elektron
Energieberekening van die opgewekte toestand van elektron word gewoonlik gedoen vir waterstofagtige atome wat net een elektron het. Die energie van die nde vlak kan bereken word as
En = -Z2 x 13.6eV/n2 waar Z die atoomgetal van die atoom is.
Teenwoordigheid van 1 elektron beteken dat die elektroniese konfigurasie 1s sal wees1
Dus, E1 = -Z2 x 13.6eV/12
Gevolglik sal die eerste opgewekte toestand van elektronenergievlak 1s wees02s1.
Vlak van die eerste opgewekte toestand van elektron
Die vlak van die eerste opgewekte toestand van elektron kan beoordeel word met behulp van energievlakke wat deur Neil Bohr in sy waterstofatoommodel voorgestel is. Energievlakke word aangedui met n waar n=1 as die grondtoestand beskou word en n = 2 die eerste opgewekte toestand van elektron is. Hy het ook die feit beklemtoon dat elke elektron in 'n atoom sy maksimum energie kan bereik en steeds deel van die atoom kan wees.
Geldigheid van opgewekte toestand van elektron
Validasie van die opgewekte toestand van elektron word gedoen met behulp van digtheid funksionele teorie (DFT) met behulp van óf 'n regte ruimterooster óf 'n vlakgolfbasisstel. Hierdie konsep is redelik kompleks en word onder die navorsingskategorie beskou.
Gevolgtrekking
Om die opgewekte toestand van elektron op te som is 'n toestand wanneer 'n elektron van sy grondtoestand na 'n hoër opgewekte toestand spring wanneer dit van energie meer as drempelenergie voorsien word in die vorm van pakkies lig of hitte. Hierdie verbygaande toestand is van korte duur en die soortgelyke hoeveelheid energie word vrygestel wanneer die atoom van opgewekte toestand na grondtoestand daal. Hierdie proses genereer verskeie spektra op grond van die betrokke element.
