题目
氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是: [ ]A. 13.6V 和 10.2V ;B. -13.6V和-10.2V;C. 13.6V 和 3.4V ;D. -13.6V 和 -3.4V 。
氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是: [ ]
- A. 13.6V 和 10.2V ;
- B. -13.6V和-10.2V;
- C. 13.6V 和 3.4V ;
- D. -13.6V 和 -3.4V 。
题目解答
答案
A
解析
考查要点:本题主要考查氢原子能级跃迁中的电离电势和第一激发电势的概念及计算。
解题核心思路:
- 电离电势是使基态电子电离所需的最小能量,等于基态能量的绝对值。
- 第一激发电势是基态电子跃迁到第一激发态(n=2)所需能量,等于两能级能量差。
破题关键点:
- 基态能量为 $E_1 = -13.6 \, \text{eV}$,第一激发态能量为 $E_2 = -3.4 \, \text{eV}$。
- 电离电势为 $|E_1| = 13.6 \, \text{V}$,第一激发电势为 $E_2 - E_1 = 10.2 \, \text{V}$。
电离电势的计算
基态氢原子的电子能量为 $E_1 = -13.6 \, \text{eV}$。电离电势是将电子从基态移到无限远处(能量为 $0$)所需能量,即:
$\text{电离电势} = |E_1| = 13.6 \, \text{V}.$
第一激发电势的计算
第一激发态对应能级 $n=2$,其能量为:
$E_2 = -\frac{13.6}{2^2} = -3.4 \, \text{eV}.$
基态到第一激发态的能量差为:
$\text{第一激发电势} = E_2 - E_1 = (-3.4) - (-13.6) = 10.2 \, \text{V}.$
关键结论:
电离电势为 $13.6 \, \text{V}$,第一激发电势为 $10.2 \, \text{V}$,对应选项 A。