问题标题:
"当两个氢原子相距很远时,它们之间的相互作用可以忽略不记,体系能量不变.而随着两个H原子的足见接近,每个H原子的原子核都会同时对自身和对方的1s轨道上的电子产生吸引作用,使体系的能
问题描述:
"当两个氢原子相距很远时,它们之间的相互作用可以忽略不记,体系能量不变.而随着两个H原子的足见接近,每个H原子的原子核都会同时对自身和对方的1s轨道上的电子产生吸引作用,使体系的能力缓慢下降"
为什么会缓慢下降,两个原子之间的作用力应该没有什么能量损耗吧,根据能量守恒?
曹星慧回答:
不要总是抱着经典的能量守恒.否则爱因斯坦的质能方程没法解释.
这里有两种解释方法,实际上,追根溯源,
1电子在无穷远处的势能为零,在其轨道上,势能为负值,假设为-a,电势为-b,a=e*b,体系的势能是-2a;当两个这样的原子相遇时,电势为-2b,电势能为2*(-2b*e)=-4a;所以势能降低,体系能量下降.
2两个氢原子之间的H-H键,有键能,若想把氢气变成原子状态,必须破坏其键能,就是加热,当氢分子吸收的能量等于其键能时,就会变成原子,可见,由氢气变成原子需要吸热,那么,反过来,由原子结合生成氢气就会放热,所以体系的能量降低.
童天浩回答:
追根溯源,是什么解释?另外,爱因斯坦的质能方程如果不用好的证明,只是简单想想的话那也不会凭空而来能量.,因为质量少了所以能量增了.
曹星慧回答:
上边这些我是用高中的方法粗略的解释一下的。“hmtzz”的解释我感觉也很科学且通俗易懂。严格来讲这确实是量子力学的东西,在大学化学里有相关解释。根据泡利不相容原理和能量最低原理,氢在比较稳定的1s轨道上最多有2个原子,且此时由于受到两个原子核的吸引,两核中间,电子出现的概率增大,体系的能量最低(也可以说是负的最大)【键能是电磁作用力,是弱相互作用,此时体系的能量以势能为主,为负值,所以说体系能量最小】,此时的体系最稳定。总之,高能量态是不稳定的额,低能量时是稳定的,原子由不稳定状态到稳定状态,能量自然降低。
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