Năng lượng của electron trong hệ gồm 1 electron và 1 hạt nhân

Giải SBT Hóa học 10 Bài 4: Mô hình nguyên tử và orbital nguyên tử

Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời giải Bài 4.16 trang 12 sách bài tập Hóa học 10 trong Bài 4: Mô hình nguyên tử và orbital nguyên tử sách Cánh diều. Với lời giải chi tiết hy vọng sẽ giúp các học sinh dễ dàng nắm được cách làm bài tập trong SBT Hóa học 10.

Bài 4.16 trang 12 sách bài tập Hóa học 10: Năng lượng của electron trong hệ gồm 1 electron và 1 hạt nhân (như H, He⁺, …) theo mô hình Rutherford – Bohr cũng như mô hình hiện đại đều phụ thuộc vào số thứ tự của lớp (n) và điện tích hạt nhân (Z) như sau:

$E_n=-2,18\times {10}^{-18}\times \frac{Z^2}{n^2}\left(J\right)$

trong đó Z là điện tích hạt nhân; n = 1, 2, 3, … là số thứ tự của lớp electron.

Hãy tính và so sánh (có giải thích) năng lượng của electron lớp thứ nhất của H, He⁺, Li²⁺.

Lời giải:

Năng lượng của electron lớp thứ nhất của H:

$E_{1\left(H\right)}=-2,18\times {10}^{-18}\times \frac{1^2}{1^2}=-2,18\times {10}^{-18}\left(J\right)$

Năng lượng của electron lớp thứ nhất của He⁺:

$E_{1\left(H{e}^{+}\right)}=-2,18\times {10}^{-18}\times \frac{2^2}{1^2}=-8,72\times {10}^{-18}\left(J\right)$

Năng lượng của electron lớp thứ nhất của Li²⁺:

$E_{1\left(L{i^2}^{+}\right)}=-2,18\times {10}^{-18}\times \frac{3^2}{1^2}=-1,962\times {10}^{-17}\left(J\right)$

Theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, năng lượng của electron lớp thứ nhất của H, He⁺, Li²⁺ trở lên âm hơn. Điều này được giải thích là khi Z tăng, lực hút giữa hạt nhân với electron cũng sẽ tăng lên.