атом изотопа бериллия подвергся двойной ионизации в результате чего

Как изменяется первый потенциал ионизации с ростом порядкового номера элементов в главной и побочной подгруппах

Строение атомов элементов 2 группы

Задача 1004.
Рассмотреть особенности строения атомов элементов II группы. Как изменяется первый потенциал ионизации с ростом порядкового номера элементов в главной и побочной подгруппах?
Решение:
Общая электронная конфигурация валентных подуровней элементов IIА-подгруппы соответствует формуле ns 2 . Атомы s 2 -металлов сильнее удерживают валентные электроны, чем атомы щелочных металлов (ns 1 ), так как их экранирующие электронные оболочки одинаковы, а заряды ядер на единицу больше. Это отражается в гораздо более высоких значениях первой и второй энергий ионизации и существенно меньших радиусах атомов. Атомы элементов IIА-подгруппы, превращаясь в катионы теряют сразу два валентных электрона. Это объясняется близостью значений первой и второй энергии ионизации (I₂ не превышает I₁ более чем в два раза). Третья энергия ионизации (потенциал ионизации) у всех s 2 -металлов значительно больше второй (у бериллия – в 8,4 раза, у бария – в 3,7 раза). Затраты энергии на удаление третьего электрона не могут компенсироваться образованием химической связи, поэтому трёхзарядных катионов у s 2 -металлов в химических соединениях не бывает. Катионы элементов имеют электронные оболочки благородных газов и очень устойчивы. Элементы IIБ-подгруппы имеют общую электронную формулу (n-1)d 10 ns 2 , они являются последними элементами переходных рядов. Их химические свойства во многом определяются наличием в их атомах завершённых d-подуровней. Общая характерная для всех элементов IIВ-металлов степень окисления равна +2, т.е. атомы легко теряют два s-электрона. Удаление же электронов с d-подуровней связано с такими затратами энергии, которые не могут быть скомпенсированы образованием химических связей. Поэтому более высокие чем +2 степени окисления для элементов IIВ-подгруппы невозможны. Энергии ионизации элементов IIВ-подгруппы в сравнении с элементами IIА-подгруппы имеют значительно большие величины. Объясняется это тем, что радиусы атомов и ионов элементов IIВ-подгруппы имеют меньшие значения, чем у элементов IIА-подгруппы. Наличие в предпоследнем слоен IIВ-металлов 18 электронов, а не 2 или 8, как у IIА-металлов, создаёт больший эффективный заряд и экранирующий эффект электронов, что и способствует значительному уменьшению радиусов атомов и катионов. Высокое значение второй энергии ионизации (I₂) у бериллия объясняется тем, что его атом имеет самый маленький радиус из всех элементов II-группы и очень устойчивый s-подуровень.

Потенциал ионизации атома бериллия и лития

Задача 1005.
Почему первый потенциал ионизации атома бериллия (9,32 В) выше, чем у атома лития (5,39 В), а второй потенциал ионизации (18,21 В) ниже, чем у атома лития (75,64 В)?
Решение:
В периодах с ростом порядкового номера увеличивается заряд ядра, проявляется тенденция к уменьшению размеров атомов. Поэтому электростатическое притяжение электронов у бериллия будет выше, чем у лития, что и будет требовать значительно большего количества энергии для отрыва 1-го электрона у бериллия. У атома лития на внешнем электронном слое размещается один электрон, а у атома бериллия – два. Внешние электроны обладают более высокой энергией, чем электроны предпоследнего слоя, поэтому их отрыв от атома требует сравнительно небольших энергетических затрат. Отрыв второго электрона требует дополнительного увеличения энергии; поэтому энергия ионизации второго электрона (I₂) будет значительно выше, чем энергия ионизации первого электрона (I₁). У атома бериллия I₂ будет иметь меньшее значение, чем у атома лития, потому что у бериллия отрывается второй электрон от внешнего слоя, а у лития – отрывается второй электрон от предшествующего (предпоследнего) слоя, что, естественно, требует затрат большего количества энергии для отрыва электрона от атома.

Источник

Атом изотопа бериллия подвергся двойной ионизации в результате чего

Уровни&nbsp&nbsp энергии&nbsp&nbsp электрона &nbsp&nbspв &nbsp&nbspатоме &nbsp&nbsp&nbspводорода&nbsp&nbsp задаются&nbsp&nbsp&nbsp формулой
&nbspэВ, где . При переходе атома из состояния в состояние атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода,этот фотон выбивает фотоэлектрон. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, Чему равна максимально возможная кинетическая энергия фотоэлектрона?

Согласно постулатам Бора, свет излучается при переходе атома на более низкие уровни энергии, при этом фотоны несут энергию, равную разности энергий начального и конечного состояний. Таким образом, испущенный фотон имел нес энергию

Согласно уравнению фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вылетающих фотоэлектронов связана с энергией фотона и работой выхода соотношением

Работа выхода связана с длиной волны красной границы соотношением:

Таким образом, максимально возможная кинетическая энергия фотоэлектрон равна

Ответ:

Уровни&nbsp&nbsp энергии&nbsp&nbsp электрона &nbsp&nbspв &nbsp&nbspатоме &nbsp&nbsp&nbspводорода&nbsp&nbsp задаются&nbsp&nbsp&nbsp формулой
&nbspэВ, где . При переходе атома из состояния в состояние атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода,этот фотон выбивает фотоэлектрон. Частота света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, Гц. Чему равна максимальная возможная кинетическая энергия фотоэлектрона?

Согласно постулатам Бора, свет излучается при переходе атома на более низкие уровни энергии, при этом фотоны несут энергию, равную разности энергий начального и конечного состояний. Таким образом, испущенный фотон имел нес энергию

Согласно уравнению фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вылетающих фотоэлектронов связана с энергией фотона и работой выхода соотношением

Работа выхода связана с частотой красной границы соотношением:

Таким образом, максимально возможная кинетическая энергия фотоэлектрон равна

Ответ:

Электрон, имеющий импульс сталкивается с покоящимся протоном, образуя атом водорода в состоянии с энергией (). В процессе образования атома излучается фотон. Найдите частоту этого фотона, пренебрегая кинетической энергией атома. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой где

Поскольку кинетической энергией атома пренебрегаем, то вся кинетическая энергия электрона перейдёт в энергию атома и энергию фотона.

Таким образом, по закону сохранения энергии энергия фотона равна

Отсюда находим частоту фотона:

Ответ:

Электрон, движущийся со скоростью сталкивается с покоящимся протоном, образуя атом водорода в состоянии с энергией (n = 3). В процессе образования атома излучается фотон. Найдите длину волны этого фотона, пренебрегая кинетической энергией атома. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой где

Поскольку кинетической энергией атома пренебрегаем, то вся кинетическая энергия электрона перейдёт в энергию атома и энергию фотона.

Таким образом, по закону сохранения энергии энергия фотона равна

Отсюда находим длину волны:

Тогда после подстановки получим:

Ответ:

Электрон, движущийся со скоростью м/с, сталкивается с покоящимся протоном, образуя атом водорода в состоянии с энергией (). В процессе образования атома излучается фотон. Найдите частоту этого фотона, пренебрегая кинетической энергией атома. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой где

Поскольку кинетической энергией атома пренебрегаем, то вся кинетическая энергия электрона перейдёт в энергию атома и энергию фотона.

Таким образом, по закону сохранения энергии энергия фотона равна

Отсюда находим частоту фотона:

Ответ:

Электрон, имеющий импульс сталкивается с покоящимся протоном, образуя атом водорода в состоянии с энергией (). В процессе образования атома излучается фотон. Найдите длину волны этого фотона, пренебрегая кинетической энергией атома. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой где

Поскольку кинетической энергией атома пренебрегаем, то вся кинетическая энергия электрона перейдёт в энергию атома и энергию фотона.

Таким образом, по закону сохранения энергии энергия фотона равна

Отсюда находим длину волны:

Тогда после подстановки получим:

Ответ:

Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой где . При переходе атома из состояния в состояние атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, этот фотон выбивает фотоэлектрон. Частота света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, Чему равен максимально возможный импульс фотоэлектрона?

Согласно постулатам Бора, свет излучается при переходе атома на более низкие уровни энергии, при этом фотоны несут энергию, равную разности энергий начального и конечного состояний. Энергия фотона

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

Отсюда: ≈

Ответ: ≈

В таблице приведены значения энергии для второго и четвёртого энергетических уровней атома водорода.

Какой должна быть энергия фотона, при поглощении которого атом переходит со второго уровня на четвёртый? (Ответ дать в 10 −19 Дж.) −19 Дж

4) 6,81·10 −19 Джom answers—>

Для того, чтобы электрон перешёл со второго уровня на четвёртый под действием фотона, энергия фотона должна быть равна разности энергий четвёртого и второго энергетических уровней: −1,36 − (−5,45) = 4,09·10 −19 Дж.

В таблице приведены значения энергии для третьего и четвёртого энергетических уровней атома водорода.

Какой должна быть энергия фотона, при поглощении которого атом переходит с третьего уровня на четвёртый? (Ответ дать в 10 −19 Дж.) –19 Дж

4) 3,78·10 –19 Джom answers—>

Для того, чтобы электрон перешёл с третьего уровня на четвёртый под действием фотона, энергия фотона должна быть равна разности энергий четвёртого и третьего энергетических уровней: −1,36 − (−2,42) = 1,06·10 −19 Дж.

Значения энергии электрона в атоме водорода задаются формулой При переходе с верхнего уровня энергии на нижний атом излучает фотон. Переходы с верхних уровней на уровень с образуют серию Лаймана; на уровень с — серию Бальмера; на уровень с — серию Пашена и т.д. Найдите отношение минимальной частоты фотона в серии Бальмера к максимальной частоте фотона в серии Пашена.

Частота фотона связана с его энергией равенством где — постоянная Планка. В серии Бальмера энергия фотона равна где Аналогично в серии Пашена энергия фотона равна где Минимальной частота фотона в серии Бальмера будет при условии перехода с 3-го уровня, максимальной частота фотона в серии Пашена будет при переходе с самого высокого () уровня. Поэтому

Источник

Атом изотопа бериллия подвергся двойной ионизации в результате чего

В сосуде находится разреженный атомарный водород. Атом водорода в основном состоянии () поглощает фотон и ионизуется. Электрон, вылетевший из атома в результате ионизации, движется вдали от ядра с импульсом Какова энергия поглощенного фотона? Энергией теплового движения атомов водорода пренебречь. Ответ приведите в электронвольтах, округлите до десятых.

Поскольку энергией теплового движения атомов водорода можно пренебречь, вся энергия фотона идет на ионизацию электрона (для этого требуется передать атому 13,6 эВ, чтобы перевести электрон из связанного состояния с энергией в свободное состояние с энергией 0 эВ) и на сообщение электрону кинетической энергии, которая у него будет при удалении на бесконечность (когда взаимодействием с ионом водорода можно будет пренебречь):

Вышла такая же формула. Только вот, когда вы вычитали (записывали числа), вы почему-то делили не на массу m, а аж на произведение m*e. Зачем, почему, как так вышло?!

Чтобы перевести джоули в электрон-вольты.

В сосуде находится разреженный атомарный водород. Атом водорода в основном состоянии () поглощает фотон и ионизуется. Электрон, вылетевший из атома в результате ионизации, движется вдали от ядра со скоростью v = 1000 км/с. Какова энергия поглощённого фотона? Энергией теплового движения атомов водорода пренебречь. Ответ приведите в электронвольтах ответ округлите до первого знака после запятой.

Поскольку энергией теплового движения атомов водорода можно пренебречь, вся энергия фотона идёт на ионизацию электрона (для этого требуется передать атому 13,6 эВ, чтобы перевести электрон из связанного состояния с энергией в свободное состояние с энергией 0 эВ) и на сообщение электрону кинетической энергии, которая у него будет при удалении на бесконечность (когда взаимодействием с ионом водорода можно будет пренебречь):

В однородное электрическое поле со скоростью м/с влетает электрон и движется по направлению линий напряжённости поля. Какое расстояние пролетит электрон до полной потери скорости, если модуль напряжённости поля равен 3600 В/м? Ответ приведите в сантиметрах и округлите до целого.

При движении по линиям напряжённости электрон испытывает торможение. По теореме о кинетической энергии изменение кинетической энергии равно работе действующей силы. В данном случае откуда находим расстояние, которое пролетит электрон до полной потери скорости:

В однородное электрическое поле со скоростью влетает электрон и движется по направлению линий напряжённости поля. Какое расстояние пролетит электрон до полной потери скорости, если модуль напряжённости поля равен 300 В/м? Ответ приведите в сантиметрах и округлите до целого числа.

При движении по линиям напряжённости электрон испытывает торможение. По теореме о кинетической энергии изменение кинетической энергии равно работе действующей силы. В данном случае откуда находим расстояние, которое пролетит электрон до полной потери скорости:

В однородное электрическое поле со скоростью м/с влетает электрон и движется по направлению линий напряжённости поля. Какое расстояние пролетит электрон до полной потери скорости, если модуль напряжённости поля равен 600 В/м? Ответ приведите в сантиметрах и округлите до целого.

При движении по линиям напряжённости электрон испытывает торможение. По теореме о кинетической энергии изменение кинетической энергии равно работе действующей силы. В данном случае откуда находим расстояние, которое пролетит электрон до полной потери скорости:

В однородное электрическое поле со скоростью м/с влетает электрон и движется по направлению линий напряжённости поля. Какое расстояние пролетит электрон до полной потери скорости, если модуль напряжённости поля равен 1200 В/м? Ответ приведите в сантиметрах, округлив до целого.

При движении по линиям напряжённости электрон испытывает торможение. По теореме о кинетической энергии изменение кинетической энергии равно работе действующей силы. В данном случае откуда находим расстояние, которое пролетит электрон до полной потери скорости:

В результате распада нейтрона рождаются протон с зарядом +e, электрон и электронное антинейтрино. Электрический заряд последней частицы равен

В реакциях распада и образования частиц выполняется закон сохранения заряда. Заряд нейтрона равен нулю, суммарный заряд электрона и протона также равен нулю, следовательно, заряд электронного антинейтрино должен быть равен нулю.

Правильный ответ указан под номером 3.

Выберите верное (-ые) утверждение (-ие).

Кинетическая энергия электронов, выбиваемых из металла при фотоэффекте, не зависит от

А. частоты падающего света.

Б. числа фотонов, падающих на фотокатод.

В. площади освещаемой поверхности.

Согласно 2-му закону фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.

Формула для фотоэффекта: →

Получаем, что кинетическая энергия выбиваемых электронов зависит от частоты падающего света и работы выхода электронов из металла и не зависит от числа падающих фотонов и площади освещаемой поверхности.

Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода) сосуда, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряжённостью До какой скорости электрон разгонится в этом поле, пролетев путь ? Релятивистские эффекты не учитывать.

В соответствии с уравнением Эйнштейна для фотоэффекта начальная скорость вылетевшего электрона v₀ = 0.

Формула, связывающая изменение кинетической энергии частицы с работой силы со стороны электрического поля:

Работа силы связана с напряжённостью поля и пройденным путём:

Отсюда

Ответ:

Как мне кажется, тут ошибка в степенях (в ответе). Если не прав, то извините.

Вот численный расчет, показывающий результат, примерно равный 3*10^5

В этой формуле опечатка: должно быть вместо 104.

Небольшой уединённый металлический шарик долго облучали в вакууме светом с длиной волны λ = 300 нм, в результате чего он зарядился и приобрёл потенциал φ = 2,23 В. Чему равна работа выхода электрона из этого металла? Ответ выразите в электронвольтах.

При облучении светом металлического шарика из него за счёт фотоэффекта выбиваются электроны, а сам шарик заряжается, приобретая положительный заряд и потенциал. Потенциал возрастает до тех пор, пока кинетической энергии вылетающих электронов достаточно для их удаления на бесконечное расстояние от шарика: В дальнейшем заряд и потенциал шарика перестают расти и стабилизируются.

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия кванта света с частотой расходуется на преодоление работы выхода электрона из металла и на придание ему кинетической энергии, которая в дальнейшем при его удалении от шарика превращается в потенциальную энергию:

Небольшой уединённый металлический шарик долго облучали в вакууме светом с длиной волны λ = 412 нм, в результате чего он зарядился и приобрёл потенциал φ = 1 В. Чему равна работа выхода электрона из этого металла? Ответ выразите в электронвольтах.

При облучении светом металлического шарика из него за счёт фотоэффекта выбиваются электроны, а сам шарик заряжается, приобретая положительный заряд и потенциал. Потенциал шарика возрастает до тех пор, пока кинетической энергии вылетающих электронов достаточно для их удаления на бесконечное расстояние от шарика: В дальнейшем заряд и потенциал шарика перестают расти и стабилизируются.

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия кванта света с частотой расходуется на преодоление работы выхода электрона из металла и на придание ему кинетической энергии, которая в дальнейшем при его удалении от шарика превращается в потенциальную энергию:

Источник