ระดับพลังงานของอะตอม

อิเล็กตรอน ที่ถูกยึดในอะตอมไม่สามารถมีพลังงานค่าใดก็ได้ แต่ครอบครอง รัฐนิ่ง ที่ เชิงปริมาณ การดูดกลืนหรือปล่อย โฟตอน เกิดเมื่อเปลี่ยนระหว่าง รัฐ ที่มี ความแตกต่างของพลังงาน เหมาะสม ไฮโดรเจน ให้ภาพง่าย ส่วนอะตอมหลาย อิเล็กตรอน ซับซ้อนจาก ป้องกัน และ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนกับอิเล็กตรอน

ระดับพลังงานไฮโดรเจน

สำหรับ ไอออนคล้ายไฮโดรเจน แบบ ไม่สัมพันธ์กัน ใช้ E_n=−13.6 eV·Z²/n² เป็น การประมาณ ที่ดี ค่า ลบ หมายถึง รัฐที่ถูกผูกไว้ ต่ำกว่าศูนย์พลังงานที่เลือกไว้เมื่อ อิเล็กตรอน อยู่ไกลอนันต์

เมื่อ n เพิ่ม E เข้าใกล้ศูนย์และ ระยะห่าง ระหว่าง ระดับ ลดลง ส่วน n→∞ เชื่อมกับ เกณฑ์ไอออไนเซชัน

การเปลี่ยนภาพ และ สเปกตรัม

การเปลี่ยนระดับให้ |ΔE|=hν=สาธารณสุข/λ การเปลี่ยนแปลงลดลง สามารถปล่อย โฟตอน และ การเปลี่ยนแปลงที่สูงขึ้น ดูด โฟตอน เมื่อ การจับคู่พลังงาน และ กฎการคัดเลือก อนุญาต

สเปกตรัมของเส้น เป็น ไม่ต่อเนื่อง เพราะระดับพลังงาน ไม่ต่อเนื่อง แต่ในความจริงมี โครงสร้างที่ดี และ การขยายกว้าง ทำให้เส้นมี ความกว้างจำกัด

ไอออนไนซ์

สถานะพื้นไฮโดรเจน ต้องใช้ 13.6 eV เพื่อ แตกตัวเป็นไอออน ถ้า โฟตอน มีพลังงานสูงกว่า เกณฑ์ พลังงานส่วนเกินสามารถเป็น พลังงานจลน์ ของ อิเล็กตรอน อิสระ

จาก เกณฑ์ของรัฐที่ตื่นเต้น ต่ำลงเพราะ อิเล็กตรอน อยู่ใกล้ ความต่อเนื่อง มากกว่า

อะตอมหลาย อิเล็กตรอน

การผลักกันของอิเล็กตรอน-อิเล็กตรอน และ ป้องกัน ทำให้พลังงาน วงโคจร ไม่ขึ้นกับ n อย่างเดียว เปลือกย่อย l และ อัตราการเข้าพัก มีผล และ ความเสื่อม แบบ ไฮโดรเจน ถูกทำลาย

ลำดับ 4s/3d เป็นต้นสามารถเปลี่ยนระหว่าง อะตอมที่เป็นกลาง และ ไอออน จึงไม่ควรใช้ บันไดพลังงาน เดียวแบบ เข้มงวด กับทุกสถานะ

โครงสร้างที่ดี และสนามภายนอก

การมีเพศสัมพันธ์แบบหมุน-วงโคจร, การแก้ไขเชิงสัมพันธ์ และ กะแกะ แยกระดับเพิ่ม สนามแม่เหล็ก ทำให้ ซีแมนแยกทาง และ สนามไฟฟ้า ทำให้ สตาร์คแยกทาง

ระดับความละเอียดของ โมเดล ควรเหมาะกับคำถาม ภาพเหมือนบอร์ ใช้ดีเพื่อเริ่มต้น แต่ไม่ใช่ โครงสร้างอะตอม ที่ แน่นอน

กฎการคัดเลือก และความเข้มของเส้น

การมี ความแตกต่างของพลังงาน ตรงกับ โฟตอน เป็นเงื่อนไขจำเป็นแต่ไม่พอ ความน่าจะเป็นของการเปลี่ยนแปลง ยังขึ้นกับ กฎการคัดเลือก เช่น การเปลี่ยนแปลงของไดโพลไฟฟ้า มักต้องมี Δl=±1 พร้อม ข้อจำกัดโมเมนตัมเชิงมุม

ความเข้มของเส้น ยังขึ้นกับ ประชากร ของ สถานะเริ่มต้น และ องค์ประกอบเมทริกซ์การเปลี่ยนแปลง เส้นที่สว่างจึงไม่ได้หมายถึง ΔE ใหญ่กว่าเสมอ

ซีรี่ส์สเปกโทรสโกปี

การเปลี่ยนผ่านของไฮโดรเจน ที่จบ n=1,2,3 สร้าง ไลแมน, บัลเมอร์ และ ซีรีย์ ปาเชน ตามลำดับ บัลเมอร์ อยู่บางส่วนใน ช่วงที่มองเห็นได้ และเป็นตัวอย่างชัดว่าระดับพลังงาน ไม่ต่อเนื่อง สร้าง ซีรีย์ความยาวคลื่น ที่เป็นระบบ

เมื่อ n สูง เส้น เข้าใกล้กันและ มาบรรจบกัน ไปยัง ขีดจำกัดไอออไนเซชัน ซึ่งสอดคล้องกับ ระยะห่าง ของ E_n ที่ลดลง

ความเสื่อม และการแยกระดับ

ใน แบบจำลองไฮโดรเจน อย่างง่าย รัฐ ที่ n เท่ากันหลายค่า l มี พลังงาน เท่ากัน แต่ การโต้ตอบ ที่ละเอียดกว่า เช่น การมีเพศสัมพันธ์แบบหมุน-วงโคจร, กะแกะ และ เขตข้อมูลภายนอก สามารถแยก ความเสื่อม นี้ได้

ซีแมนเอฟเฟ็กต์ ใน สนามแม่เหล็ก และ สตาร์คเอฟเฟ็กต์ ใน สนามไฟฟ้า ทำให้ เส้นสเปกตรัมแตกออก จึงใช้ สเปกโทรสโกปี วัดทั้ง โครงสร้างอะตอม และสภาพแวดล้อมของ อะตอม

คำว่า ระดับ จึงอาจมี ระดับย่อย หลายชั้นตาม ความละเอียด ของการทดลองและ โมเดล ที่ใช้

แบบฝึกหัด

H n=2

E₂

เฉลย: −3.40 eV

n=3→2

ΔE≈1.89 eV

เฉลย: λ≈656 nm

แตกตัวเป็นไอออน จาก n=2

เกณฑ์

เฉลย: 3.40 eV