April 22, 2020


  
無機化学1・レポート課題2    
(提出期限・4/24(金) : 提出先・A13棟1階・レポートボックス)
 
 

放電によりエネルギーを与えられた水素原子は、ある特定の振動数の光だけを放出する。この一見奇妙な実験事実を合理的に理解するために詳細な研究をつみ重ねた結果、ついに人類は原子というミクロの世界の姿に肉薄し、「水素原子の中の電子のエネルギー E が、式 (1) で示されるとびとびの値をとる」という結論に達した。

問1 実験により観測された水素原子のイオン化エネルギー(水素原子の最も低いエネルギー準位にある電子を、原子核から無限遠方まで引き離してH+ イオンとするのに必要なエネルギー)は13.6 eV (eV はエネルギーの単位)であった。 n = 1 のオービタルと n = 6 のオービタルとの間のエネルギーの差はいくらになると考えられるか。
問2 水素原子の電子の状態を決定する4つの量子数 n, l, ml, ms の間の関係を示せ。
問3 以下に挙げる水素原子のオービタルを3次元カルテシアン座標軸上に模式的に図示せよ。
ただし、「波」としての重要な性質の一つである「位相」を明記すること。

            (1) 1s         (2) 2p         (3) 3d
 
【備考】 本レポート課題は「化学1」 (原子のしくみと量子論の基礎、原子における電子の状態)および「化学」(電子構造と結合)の復習を兼ねています。

本科目のテキストや講義ノートに加え、上記科目の教科書や講義ノート等も適宜参照して理解を深めて下さい。