Rydberg atomu
From Wikipedia, the free encyclopedia
Rydberg atomu çok yüksek temel nicem sayılı bir veya iki elektrona sahip bir uyarılmış atomdur[1] Bu atomlar elektrik ve manyetik alana abartılı tepkiler vermeyi de içinde barındıran, uzun bozunma devri ve yaklaşık elektron dalgafonksiyonları, bazı şartlar altında çekirdekler etrafındaki elektronların klasik yörüngeleri gibi[2] kendilerine has birçok özelliğe sahiptir.[3] Çekirdek elektronları dış elektronları çekirdeğin elektrik alanından kalkanlar, öyle ki belirli bir mesafeden hidrojen atomundaki bir elektronun tecrübe ettiği gibi elektrik potansiyeli belirleyicidir.[4]
Eksiklikleri olmasına rağmen, Bohr Atom Modeli bu özellikleri açıklamak için oldukça yararlıdır. Klasik r yarıçaplı dairesel bir yörüngeki elektron, +e yüklü bir Hidrojen atomu taneciği gibi, Newton'un ikinci yasasına uyar:
k = 1/(4πε0).
Yörüngesel döndürüm ħ biriminde nicelenmiştir:
- .
Bu iki eşitliği birleştirmek temel nicem sayısı n cinsinden yörüngesel yarıçap için Bohr açılımlarına yol açar :
Rydberg Atomunun neden bu şekilde kendine has özellikleri olduğu artık gayet açıktır: yörünge yarıçapı n2 ile şekillenir (n = 137 durumundaki hidrojen ~1 µm atomik yarıçapa sahiptir) ve geometrik kesit n4 ile şekillenir. Rydberg Atomu gevşek bağ değerlik elektronları ile oldukça geniş olduğundan dış alanların çarpışmalarıyla kolayca uyarılabilir ya da iyonize edilebilir.
Rydberg elektronunun bağ enerjisi 1/r ile orantılı olduğu için ve 1/n2 ile azaldığından, enerji seviyesi boşluklama 1/n3 ile azalarak ilk iyonlaşma enerjisinde sürekli daha yakın boşluk seviyeleri yakınsanmasına sebebiyet verir. Bu yakınca boşluklanmış Rydber durumları, Rydberg serileri olarak adlandırılır. Figür 1 lityumun yörüngesel açısal döndürümünün en düşük üç enerji seviyesini gösterir.