Câu 4.16 trang 12 SBT Hóa 10 - Cánh diều: Năng lượng của electron trong hệ gồm 1 electron và 1 hạt nhân (như H, He...

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:

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

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 chi tiết:

Năng lượng của electron lớp thứ nhất của H:

\({E_{1(H)}} = - 2,18 \times {10^{ - 18}} \times \frac{{{1^2}}}{{{1^2}}} = - 2,{18.10^{ - 18}}\)(J)

Năng lượng của electron lớp thứ nhất của He⁺:

\({E_{1(H{e^ + })}} = - 2,18 \times {10^{ - 18}} \times \frac{{{2^2}}}{{{1^2}}} = - 8,{72.10^{ - 18}}\)(J)

Năng lượng của electron lớp thứ nhất của Li²⁺:

\({E_{1(L{i^{2 + }})}} = - 2,18 \times {10^{ - 18}} \times \frac{{{3^2}}}{{{1^2}}} = - 1,{96.10^{ - 17}}\)(J)

-> THeo chiều tăng điện tích hạt nhân, năng lượng của e lớp thứ nhất tăng dần theo thứ tự từ H, He⁺, Li²⁺

khi Z tăng, lực hút giữa hạt nhân với electron cũng sẽ tăng lên.