Strona głównaPytania → Energia elektronu w atomie

Energia elektronu w atomie

Pytanie

Pyta Kuba

Skąd bierze się energia kinetyczna elektronu na orbicie atomu?

Odpowiedź

Odpowiada Jan Gaj

Elektron w atomie ma energię mniejszą niż spoczywający daleko od jądra elektron swobodny, na przykład w stanie podstawowym (o najniższej energii) atomu wodoru ta różnica wynosi ok. 13,6 eV czyli ok. 2,2 x 10-18 J. W odniesieniu do stanu spoczynku w oddali, elektron w atomie ma więc energię ujemną. Decyduje o tym energia potencjalna przyciągania jądra. Jest ona ujemna, bo trzeba wykonać pracę, żeby elektron od jądra odciągnąć. Energia kinetyczna ruchu elektronu w atomie jest dodatnia, ale co do wartości bezwzględnej mniejsza od energii potencjalnej. W przywołanym przykładzie atomu wodoru energia kinetyczna (13,6 eV) kompensuje zaledwie połowę energii potencjalnej (równej -27,2 eV), dając w efekcie -13,6 eV. Można więc powiedzieć, że to energia przyciągania jądra „tworzy miejsce” dla energii kinetycznej i umożliwia związanie poruszającego się elektronu. Nieco naiwnie można sobie wyobrażać, że elektron „zostaje rozpędzony” przyciąganiem jądra, ale to obrazek nieścisły, bo żeby elektron został związany w atomie, musi gdzieś oddać nadmiar energii.