2.5. Атом водорода в квантовой механике. Принцип Паули.

Распределение электрона в атоме по состояниям. Атомные и молекулярные спектры.

1.Чему равна потенциальная энергия взаимодействия электрона с ядром в атоме водорода?

U=-e²/4r₀, е – заряд электрона,  - число Пи, r - расстояние электрона от ядра, ₀ - диэлектрическая постоянная

2.Стационарное уравнение Шредингера для электрона в водородоподобном атоме в системе СИ имеет вид .Что означают буквы входящие в это уравнение?

-оператор Лапласа, - волновая функция,m - масса микрочастицы, - постоянная Планка,E – полная энергия частицы, z – зарядовое число, е – заряд электрона,  - число Пи, r - расстояние электрона от ядра, ₀ - диэлектрическая постоянная

3.Энергия электрона в водородоподобном атоме определяется соотношением . Выразить через эти обозначения энергию электрона в атоме водорода находящегося на основном уровне.

Для основного состояния n=1. Подставив в уравнение значения констант, получим

4. Что понимают под энергией ионизации атома?

Энергия ионизации атома- энергия удаления электрона от его свободных невозбужденных катионов ,с зарядом +1,+2 и т.д.,представляет наименьшую энергию необходимую для удаления электрона от свободного атома в его энергетическом уровне на бесконечность.

5.Волновая функция электрона в атоме водорода имеет вид Чему равны квантовые числа?

n=1, l=0, m=0

6.Каков физический смысл квантового числа n?

Главное квантовое число. Определяет энергию частицы.

7.Каков физический смысл квантового числа ?

Орбитальное квантовое число. Определяет величину момента импульса частицы.

8.Каков физический смысл квантового числа m?

Магнитное квантовое число. Определяет проекцию момента импульса электрона на направление z внешнего магнитного поля.

9.Для электрона известны три квантовых числа n,,m.Чему равна величина вектора орбитального момента импульса электрона?

–постоянная Планка, l – орбитальное квантовое число, l=0,1,2,…,n-1. (n – главное квантовое число).

10. Для электрона известны три квантовых числа n,,m.Чему равна проекция вектора орбитального момента на направление z внешнего магнитного поля?

постоянная Планка, m – магнитное квантовое число, m=0,1,2,…,l (l – орбитальное квантовое число).

13.Какие частицы являются тождественными?

Все электроны которых имеют одинаковую массу, заряд, спин и др. характеристики.

14.В чем заключается принцип неразличимости тождественных частиц?

Невозможно отличить экспериментально тождественные частицы.

15.Чему равно максимальное число электронов, находящихся в состояниях, определяемых главным квантовым числом?

n	Количество электронов в состояниях					Максимальное количество электронов
	s(l=0)	p(l=1)	d(l=2)	f(l=3)	g(l=4)
1	2	-	-	-	-	2
2	2	6	-	-	-	8
3	2	6	10	-	-	18
4	2	6	10	14	-	32
5	2	6	10	14	18	50