Номер 7, страница 16, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

7. Как изменяется энергия электрона при переходе с одного энергетического уровня на другой?

Решение

Согласно квантовой теории строения атома (в частности, модели Бора), электрон в атоме не может обладать любой энергией. Он может находиться только на определённых, разрешённых энергетических уровнях, называемых стационарными состояниями. Каждому такому уровню, характеризуемому главным квантовым числом $\text{n}$ (где $n = 1, 2, 3, \ldots$), соответствует строго определённое значение энергии $E_n$. Энергетические уровни дискретны, то есть между ними нет разрешённых состояний. Чем дальше уровень находится от ядра (чем больше число $\text{n}$), тем большей энергией обладает электрон.

Изменение энергии электрона происходит только в момент его скачкообразного перехода с одного энергетического уровня на другой. Существует два противоположных процесса:

1. Переход на более высокий энергетический уровень. Чтобы электрон перешёл с более низкого уровня $E_n$ на более высокий $E_m$ (где $m > n$), атом должен поглотить энергию извне. Эта энергия, как правило, поставляется в виде кванта электромагнитного излучения — фотона. Энергия поглощённого фотона $h\nu$ должна быть в точности равна разности энергий этих уровней: $h\nu = E_m - E_n$. В результате такого перехода энергия самого электрона увеличивается.

2. Переход на более низкий энергетический уровень. Электрон, находящийся на высоком (возбуждённом) уровне $E_m$, может самопроизвольно перейти на более низкий уровень $E_n$ (где $m > n$). При этом избыток энергии излучается в виде фотона. Энергия излучённого фотона также равна разности энергий уровней: $h\nu = E_m - E_n$. В результате такого перехода энергия электрона уменьшается.

Таким образом, энергия электрона не может изменяться плавно. Она изменяется только дискретными порциями (квантами) при переходах между стационарными энергетическими состояниями.

Ответ: Энергия электрона изменяется скачкообразно (квантуется). При переходе на более высокий энергетический уровень (дальше от ядра) энергия электрона увеличивается, что требует поглощения кванта энергии (фотона). При переходе на более низкий энергетический уровень (ближе к ядру) энергия электрона уменьшается, что сопровождается излучением кванта энергии (фотона). Величина изменения энергии в обоих случаях в точности равна разности энергий между начальным и конечным уровнями.