Атомски енергетски нивоа

Атоми се состојат од граѓевни елементи на сите материјали што постојат. Во овие атоми, постои централен дел наречен јадро (N во Слика 1) кој се состои од протони и неутрони, околу кои се вртат честички наречени електрони. Следно, треба да се забележи дека не сите електрони кои го состојат разгледуваниот материјал не се вртат по истата патека. Меѓутоа, тоа не значи дека нивните револутивни патеки можат да бидат случајни. Тоа значи дека секој електрон од специфичен атом има своја посветена патека, наречена орбита, по која се врти околу централното јадро. Тие се овие орбити кои се нарекуваат енергетски нивоа на атом.

Ова е затоа што секој од нив притежува посветено количество енергија што се изразува преку целобројна мултипликатива на равенката
Каде h е константата на Планк, а υ е фреквенцијата.

Слика 2 прикажува коначната енергија која ја притежуваат различните енергетски состојби (и со тоа сите електрони присутни во нив) во електрон-волти (eV). Од сликата, може да се види дека енергијата на електроните се зголемува како се движи од центарот на атомот. На пример, електрон во првата енергетска состојба (E1) има енергија од -13.6 eV, тој во втората (E2) притежува енергија од -3.4 eV и така надвор. Продолжувајќи така, може да се стигне до ниво на која енергијата станува 0 eV, т.е. енергетското ниво E∞.

Сега претпоставете дека му додаваме екстерна енергија (можеби на било кој начин, вклучувајќи и светлината) на материјалот. Оваа додадена енергија ќе биде абсорбирана од електроните присутни во атомите кои го состојат материјалот. Меѓутоа, електроните не се дозволени да абсорбираат било којо количество енергија како што сакаат. Ова е затоа што, ако електронот абсорбира некоја енергија, тогаш неговата нетна енергија се менува. Ова значи дека електронот веќе не може да остане во своето оригинален енергетско ниво. Да кажеме, на пример, електрон во енергетската состојба E1 абсорбира 4 eV енергија. Со тоа, нетната енергија на електронот би се зголемила до
затоа што тој веќе не може да остане во енергетското ниво E1 кој има енергија од -13.6 eV. Повеќе, тој не може да види друго ниво кој има енергија еквивалентна на тоа што тој има. Ова го прави да изгуби својата патека!

Отстрана, ако овој електрон абсорбира енергија од 10.2 eV, тогаш неговата зголемена енергија би била

Ова е ништо повеќе отколку енергијата која ја притежува нивото E2, што значи дека електронот кој бил во E1 сега е во енергетското ниво E2. Со други зборови, велиме дека овој електрон направил премин од нивото E1 до нивото E2 што доведува до екзитиран атом. Меѓутоа, електронот не може да остане во оваа нестабилна состојба за долг период. Биста скоро да се врати во својата оригинална состојба со премина од нивото E2 до нивото E1. Но, важен момент да се забележи е фактот дека, додека тоа се случува, електронот излацира енергија од 10.2 eV (која е иста како и оневозможената) во формата на електромагнетни бранови.

Од објаснувањето, јасно е дека електроните се дозволени да абсорбираат (или еквивалентно да излацираат) само квантизирано количество енергија. Количество на оваа енергија е ништо повеќе отколку разликата во енергиите на нивата меѓу кои се случува преминот. Следно, од Слика 2, се гледа дека оваа разлика помеѓу енергетските состојби продолжува да се намалува како се движи од E1, т.е. …

Ова значи дека електроните во најдалечните обвивки потребираат помала количина енергија за да се екзитираат од оние присутни во најблиските обвивки. Ова е во согласност со добре познатиот факт дека електроните присутни близу до јадрото се силно поврзани со атомите поради тоа што оние присутни далеч од него.
Иако објаснивме процесот на екзитација, истиот модус на аргументација важи и за случајот на ослободување. Ова е затоа што можеме да претпоставиме дека електронот, кога се екзитира до енергетското ниво со енергија од 0 eV (E∞), тој би бил потполно слободен од привлечната сила на јадрото на атомот. Тоа се овие слободни електрони кои доприносе за проводливоста во случај на материјали како металите.

Изјава: Почитувајте оригиналот, добри чланици ви се вредни за споделување, ако постои нарушување на авторските права се вработете со избришувањето.