题目
氦原子中的电子的结合能为24.6eV,试问:欲使这个原子的两个电子逐一电离,外界必须提供多少能量?
氦原子中的电子的结合能为24.6eV,试问:欲使这个原子的两个电子逐一电离,外界必须提供多少能量?
题目解答
答案
氦原子中的电子的结合能为24.6eV,则将氦原子中的一个电子电离需能量为24.6eV.再将另一个电离,即将类氢离子He+中的电子电离,需能量为
E∞=Z2Rhc=22×13.6eV=54.4eV
故将氦原子的两个电子逐一电离需的总能量为
E=24.6eV+54.4eV=79.0eV
E∞=Z2Rhc=22×13.6eV=54.4eV
故将氦原子的两个电子逐一电离需的总能量为
E=24.6eV+54.4eV=79.0eV
解析
步骤 1:确定氦原子中第一个电子的电离能
氦原子中的电子的结合能为24.6eV,这意味着将氦原子中的一个电子电离需要24.6eV的能量。
步骤 2:确定氦原子中第二个电子的电离能
当氦原子失去一个电子后,它变成一个类氢离子He^{+},此时的电离能计算公式为E_∞=Z^{2}Rhc,其中Z为原子序数,R为里德伯常数,h为普朗克常数,c为光速。对于He^{+},Z=2,因此电离能为E_∞=2^{2}×13.6eV=54.4eV。
步骤 3:计算总电离能
将氦原子的两个电子逐一电离所需的总能量为第一个电子的电离能加上第二个电子的电离能,即E=24.6eV+54.4eV。
氦原子中的电子的结合能为24.6eV,这意味着将氦原子中的一个电子电离需要24.6eV的能量。
步骤 2:确定氦原子中第二个电子的电离能
当氦原子失去一个电子后,它变成一个类氢离子He^{+},此时的电离能计算公式为E_∞=Z^{2}Rhc,其中Z为原子序数,R为里德伯常数,h为普朗克常数,c为光速。对于He^{+},Z=2,因此电离能为E_∞=2^{2}×13.6eV=54.4eV。
步骤 3:计算总电离能
将氦原子的两个电子逐一电离所需的总能量为第一个电子的电离能加上第二个电子的电离能,即E=24.6eV+54.4eV。