Comprender el proceso
* Estado fundamental: El estado fundamental de un átomo de hidrógeno es su nivel de energía más bajo, donde el electrón está en el nivel de energía N =1.
* Absorción: Cuando el átomo absorbe un fotón, el electrón salta a un nivel de energía más alto.
* ionización: Si el fotón tiene suficiente energía para eliminar completamente el electrón del átomo, se produce ionización.
Encontrar la energía de fotón máxima
1. Niveles de energía: Los niveles de energía de un átomo de hidrógeno están dados por la fórmula:
`` `` ``
E_n =-13.6 eV / n^2
`` `` ``
dónde:
* E_n es la energía del enésimo nivel
* n es el número cuántico principal (1, 2, 3, ...)
2. Transición más alta permitida: El fotón de energía más alto que se puede absorber sin ionización hará que el electrón pase al estado unido más alto posible. Este es el nivel N =∞, que representa el límite de ionización (donde el electrón está completamente libre del átomo).
3. Diferencia de energía: La diferencia de energía entre el estado fundamental (n =1) y el límite de ionización (n =∞) es:
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ΔE =E_∞ - E_1 =0 - (-13.6 EV / 1^2) =13.6 EV
`` `` ``
4. Energía de fotón: La energía del fotón debe ser igual a esta diferencia de energía para causar la transición:
`` `` ``
E_photon =ΔE =13.6 eV
`` `` ``
Por lo tanto, el fotón de energía más alto que puede ser absorbido por un átomo de hidrógeno en estado fundamental sin causar ionización es 13.6 Voltios Electron (EV).
Nota importante: Esta energía corresponde al límite de la serie Lyman en el espectro de emisión del átomo de hidrógeno.
