Examkin

Soru

Zorluk: OrtaModern Atom Teorisi ve Kuantum Sayıları

Atom modellerinin tarihsel gelişimi ve Modern Atom Teorisi'ndeki kuantum sayıları ile ilgili çalışma yapan bir öğrenci, Bohr atom modeli ile kuantum mekaniksel atom modelini karşılaştırmaktadır.

Buna göre, hidrojen atomunun uyarılması ve n=3n = 3 enerji düzeyindeki elektronların kuantum sayıları göz önüne alındığında, aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. A
    Bohr atom modeline göre hidrojen atomunda bir elektron n=1n = 1 yörüngesinden n=3n = 3 yörüngesine uyarıldığında dolandığı yörüngenin yarıçapı 33 katına çıkar.
  2. B
    Temel haldeki bir hidrojen atomunu n=3n = 3 enerji seviyesine uyarmak için, enerjisi n=1n = 1 ve n=3n = 3 seviyeleri arasındaki enerji farkından daha büyük olan herhangi bir fotonla etkileşime girmesi yeterlidir.
  3. C
    Uyarılmış haldeki bir atomun üst enerji düzeyinden alt enerji düzeyine geçişi sırasında salınan kızılötesi ışık fotonunun boşluktaki yayılma hızı, morötesi ışık fotonunun yayılma hızından daha küçüktür.
  4. Modern atom teorisine göre n=3n = 3 baş kuantum sayısına sahip enerji düzeyinde spin kuantum sayısı ms=−12m_s = -\frac{1}{2} olan en fazla 99 elektron bulunabilir.Cevap
  5. E
    Üst enerji düzeyinden alt enerji düzeyine geçen elektronun saldığı foton, atomun geri tepmesi sırasında kaybettiği kinetik enerji nedeniyle ışık hızından daha düşük bir hızla yayılır.

Cevap

Modern atom teorisine göre n=3n = 3 baş kuantum sayısına sahip enerji düzeyinde spin kuantum sayısı ms=−12m_s = -\frac{1}{2} olan en fazla 99 elektron bulunabilir.
Modern atom teorisine göre n=3n = 3 düzeyinde toplam n2=9n^2 = 9 orbital bulunur. Pauli dışarlama ilkesine göre her orbitalde en fazla biri ms=+12m_s = +\frac{1}{2} ve diğeri ms=−12m_s = -\frac{1}{2} olmak üzere zıt spinli iki elektron yer alabilir. Bu durumda ms=−12m_s = -\frac{1}{2} spin kuantum sayısına sahip elektron sayısı en fazla orbital sayısı kadar, yani 99 olabilir. Dolayısıyla spin kuantum sayısı hakkındaki ifade doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Bohr atom modeline göre yörünge yarıçapının değişimini hesaplayın.
n=1n = 1 düzeyinden n=3n = 3 düzeyine geçildiğinde yarıçap rn∝n2r_n \propto n^2 ilişkisinden dolayı 99 katına çıkar. Bu yüzden yörünge yarıçapının 33 katına çıkacağı ifadesi yanlıştır.
Bohr modelinde yarıçapın kuantum sayısıyla ilişkisini test etmek.
2
Fotonla uyarılma şartını kontrol edin.
Atomun fotonla uyarılması için gelen fotonun enerjisinin geçiş enerjisine tam eşit (Efoton=E3−E1E_{foton} = E_3 - E_1) olması gerekir. Büyük olması uyarılma için yeterli değildir. Dolayısıyla bu ifade de yanlıştır.
Atomun fotonla uyarılmasında enerji korunumu ve kuantumlu geçiş kuralını doğrulamak.
3
Boşluktaki elektromanyetik dalga hızlarını karşılaştırın.
Kızılötesi ve mor��tesi ışımalar boşlukta ışık hızı (cc) ile yayılır. Yayılma hızlarının farklı olduğu ifadesi yanlıştır.
Elektromanyetik dalgaların boşluktaki yayılma hızının frekanstan bağımsız olduğunu doğrulamak.
4
Fotonun yayılma hızının geri tepme ile ilişkisini değerlendirin.
Geri tepme enerjisi salınan fotonun enerjisini azaltsa da fotonun boşluktaki yayılma hızı daima ışık hızı (cc) olarak sabit kalır. Hızın düşeceği ifadesi yanlıştır.
Fotonların boşluktaki hızının değişmezliği ilkesini uygulamak.
5
n=3n = 3 düzeyindeki toplam orbital sayısını ve spin kuantum sayılarını belirleyin.
n=3n = 3 için orbital sayısı n2=9n^2 = 9'dur. Pauli ilkesine göre her orbitalde zıt spinli (ms=+12m_s = +\frac{1}{2} ve ms=−12m_s = -\frac{1}{2}) en fazla iki elektron bulunabilir. Dolayısıyla ms=−12m_s = -\frac{1}{2} olan en fazla 99 elektron bulunabilir. Bu ifade doğrudur.
Modern atom teorisindeki kuantum sayıları sınırlarını ve orbital kapasitelerini hesaplamak.

Anahtar Kavram

Modern Atom Teorisi kuantum sayıları (n,l,ml,msn, l, m_l, m_s) ve Bohr atom modeli ile temel farklar
Bu soruyu puanla

Konular

Modern Atom Teorisi ve Kuantum Sayıları

Bu konudan daha fazla soru