مخطط مستوى الطاقة

ملخص الدرس

شكل (١٦) مخطط مستوى الطاقة لذرة الهيدروجين مخطط مستوى الطاقة (Energy Level Diagram) الذرة لا ترى ولكن يمكن تمثيل طاقاتها المكممة والانتقالات الممكنة للإلكترون بين هذه الطاقات بمخطط يسمى مخطط مستوى الطاقة. في هذا المخطط تُمثل طاقة الإلكترون في كل مدار بمستوى أفقي يدعى مستوي الطاقة (أو بالحالة)، ويمثل انتقال الإلكترون من مستوى طاقة إلى آخر بسهم رأسي يعطي خطاً طيفياً بتردد معين (f) طاقته (hf) يساوي الفرق بين طاقتي هذين المستويين بحسب الفرضية الثالثة لبوهر، انظر الشكل (١٦). ونلاحظ من العلاقة (١١) إن طاقة الإلكترون (طاₙ) سالبة (−) وتزداد جبرياً بازدياد العدد الكمي الرئيسي (ن). فمن أجل ن = ١ يكون الإلكترون في أدنى مستوى له في الطاقة ويسمى بالمستوى الأساسي (أو المستوى الأرضي) وتسمى المستويات الأخرى بالمستويات المثارة شكل (١٦). وكلما كبرت (ن) أي كلما ابتعد الإلكترون عن النواة ازدادت طاقته جبرياً حتى تصل إلى الصفر (طا∞ = صفر) من أجل ن = ∞، في هذه الحالة يكون الإلكترون حراً خارج الذرة وغير مرتبط بالنواة، ونقول عندئذ إن الذرة قد فقدت إلكتروناً لها وأصبحت مؤينة. ومقدار الطاقة اللازمة لتأين ذرة الهيدروجين أي الطاقة التي يجب أن يمتصها الإلكترون في ذرة الهيدروجين لإخراج الإلكترون من المستوى الأرضي طا₁ الذي طاقته = (−١٣.٦) إلكترون فولت إلى خارج الذرة حيث طا∞ = صفر هو: طا∞ − طا₁ = (+١٣.٦) (إلكترون