Tabela 2.1. Drgania jąder atomów względem siebie w czystce HCI
Poziom energetyczny |
Niezbędna energia przejścia |eV| |
Liczba drgań na sekundę [Hz] |
0 |
0,184 |
89,6 x 10IJ |
1 |
0,358 |
86,6 x 10l; |
2 |
0,345 |
83,6 x 10'- |
3 |
0,333 |
80,6 x 10'2 |
4 |
0,308 |
77,6 x 10'2 |
5 |
0,321 |
74,6 x 10'2 |
6 |
0,296 |
71,6 x 10'2 |
Tabela 2.1 przedstawia poziomy energetyczne ruchu drgającego atomów Cl i H względem siebie. Kolumna druga przedstawia energię kwantu niezbędną do przejścia na następny poziom.
Następne zjawisko związane z poziomami energetycznymi to wzbudzenie atomu lub elektronu. Zostanie ono przedstawione na przykładzie atomu wodoru, który składa się z jądra (protonu) i krążącego wokół niego elektronu. Atom wodoru ma tylko jedną warstwę (powłokę) elektronową, noszącą symbol K, ale w tej warstwie elektron może krążyć na wielu orbitach. Elektron na orbitach wyższych niż podstawowa jest „wzbudzony", tzn., że ma pewien nadmiar energii, który może oddać w postaci kwantu (fotonu). Uwolniony foton oddala się jako pem, a elektron wraca na mniejszą orbitę. Podstawowa orbita elektronu jest odległa 529 nm od protonu, może on także krążyć na orbitach o promieniach 4, 9, 16 razy większych. Aby przejść na orbitę wyższą (dalszą od jądra), musi pochłonąć odpowiedni kwant energii (tab. 2.2).
Elektron po absorpcji energii 13,6 eV (po zderzeniu z fotonem) może się oderwać i wówczas jądro z ładunkiem dodatnim staje się jonem. Dla jonizacji atomu potasu trzeba 4,34 eV, sodu 5,14 eV, a helu aż 24,58 eV.
Tabela 2.2. Orbity elektronu wodoru w warstwie K, wg H. Kuchlinga (1971), w modyfikacji własnej
Orbitalne liczby kwantowe |
Promień orbity |nm| |
Prędkość krążenia elektronu |km/s| |
Liczba obiegów wokół protonu na 1 s |
Energia przejścia na wyższą orbitę [eV| |
1 |
52,9 |
2188 |
6579 x 10'2 |
10,198 |
2 |
211,7 |
1094 |
822 x 10'2 |
1,750 |
3 |
476,3 |
729 |
244 x 10'2 |
0,900 |
4 |
846,7 |
547 |
103 x 1012 |
0,850 |
5 |
1322,9 |
437 |
53 x 10'2 |
47