Elektron in het waterstofatoom

In het geval van het waterstofatoom gaat het om 1 proton en 1 neutron. Volgens de wet van Coulomb is de elektrische kracht omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand.

Bij elke afstand hoort een bepaalde elektrische energie die omgekeerd evenredig is met de afstand. Belangrijk om te weten, de energie in het oneindige is nul, dan hebben de deeltjes geen invloed meer op elkaar.

Dus hoe verder het elektron van het proton is, hoe groter oftewel HOE MINDER NEGATIEF de elektrische energie is. Dit is vergelijkbaar met de formule voor gravitatieenergie.

Het elektron heeft naast elektrische energie OOK bewegingsenergie = E kin. Die is altijd positief (in tegenstelling tot de elektrische energie).

Wanneer Ek + Eel < 0 J  kan het elektron niet loskomen van het atoom… Elektron zit in de put, de energie is dan negatief.

Ek + Eel < 0 J  kan echter niet onbeperkt negatief zijn.

Wanneer de golflengte van het elektron groot is, past het elektron niet diep in de put… Eel groot (minder negatief)

Maar is de golflengte klein dan is de impuls en dus de kinetische energie groot volgens de Brogli.

Dus:

Golflengte mag niet te groot worden (grote Eel dus minder negatief). Dus Ek + Eel is al snel groter dan 0 J.

Golflengte mag niet te klein worden (grote Ekin) Dus Ek + Eel is al snel groter dan 0 J.

Conclusie: Er is een minimale waarde voor de energie van een elektron in het waterstofatoom. Dit noemen we de nulpuntsenergie.

Bohrstraal: Is de bijbehorende afstand tussen het elektron en het proton. Die is dus NIET gelijk aan 0…

Bohrstraal

Laagste mogelijke energie die het elektron kan bereiken is -13,6 eV à Dit noemen de grondtoestand

Dit wordt beschreven met de formule:

Energie waterstofatoom

Met En de energie in J

Met n als geheel getal 1, 2, 3, …

Enable Notifications    OK No thanks