2.1.2 原子的能级
根据玻尔的假设可以计算出电子在每一个玻尔轨道上的总能量,这个总能量是电子的动能与电子—原子核的静电势能之和。
静电势能
电子动能
所以整个原子的总能量
式(2-5)表明,原子的能量是量子化的,只能取一系列分立的值。电子所处的一系列确定的分立运动状态,对应于原子的一系列分立的能量值,这些能量通常称作电子(或原子系统)的能级,依次用E1,E2,E3,…,En表示,能量单位一般采用电子伏(1eV=1.602×10-19J)。由式(2-5)可知,只要知道电子处于哪个轨道,即知道n等于几,就可以求出原子的总能量。n越大,即电子所处轨道离原子核越远,则能量就越大,能级越高。电子处于n=1轨道上时,能量处于最低的状态,称之为基态,n>1的状态统称为激发态。通常情况下,原子处于能量最低的基态(稳定状态)。
习惯上,可以画一条条水平线,用其高低来代表能量的大小,这样的图形称为能级图,如图2-1(b)所示。