Atom helium

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Jump to navigation Jump to search
Rencana ini ialah mengenai fizik atom helium. Untuk ciri-ciri lain helium, sila lihat helium.
Atom helium
Nama
Nama sistematik IUPAC
Helium[1]
Pengenalpasti
Kod ATC V03AN03
7440-59-7 Yes check.svgY
ChEBI CHEBI:33681 Yes check.svgY
ChemSpider 22423 Yes check.svgY
Nombor EC 231-168-5
Rujukan Gmelin 16294
Imej Jmol-3D Imej
KEGG D04420 X mark.svgN
MeSH Helium
PubChem 23987
Nombor RTECS MH6520000
Penomboran UN 1046
Sifat
He
Jisim molar 4.00 g·mol−1
Rupa bentuk Gas tidak berwarna
Takat didih −269 °C (−452.20 °F; 4.15 K)
Termokimia
Entropi molar
piawai
So298
126.151-126.155 J K-1 mol-1
Bahaya
Frasa S Templat:S9
Kecuali jika dinyatakan sebaliknya, data diberikan untuk bahan-bahan dalam keadaan piawainya (pada 25 °C [77 °F], 100 kPa).
 Yes check.svgY pengesahan (apa yang perluYes check.svgY/X mark.svgN?)
Rujukan kotak info

Atom helium ialah atom unsur kimia helium. Helium terdiri daripada dua elektron yang diikat oleh daya elektromagnet pada satu nukleus yang mengandungi dua proton dan satu atau dua neutron, bergantung kepada isotop, yang diikat oleh daya kuat. Tidak seperti hidrogen, penyelesaian bentuk tertutup persamaan Schrödinger untuk atom helium masih belum ditemui. Namun, pelbagai anggaran, seperti kaedah Hartree-Fock, boleh digunakan unutk menganggar tenaga keadaan asas dan fungsi gelombang atom itu.

Pengenalan[sunting | sunting sumber]

Hamiltonian helium, jika dianggap sebagai sistem tiga jasad yang terdiri daripada dua elektron dan satu nukleus dan pergerakan pusat jisim diasingkan, boleh ditulis sebagai

di mana ialah jisim tersusut satu elektron berhubung dengan nukleus, dan ialah vektor jarak elektron-nukleus dan . Cas nukleus, ialah 2 untuk helium. Andaikan supaya dan sebutan pengutuban jisim hilang. Hamiltonian helium dalam unit atom (a.u.) untuk keringkasan ialah

Kewujudan sebutan interaksi elektron-elektron 1/r12 menjadikan persamaan ini tidak boleh dipisahkan. Maksudnya, tidak boleh ditulis sebagai hasil tunggal fungsi gelombang satu elektron. Ini bermaksud funsi gelombang ini terikat. Ukuran tidak boleh dibuat pada satu zarah sahaja tanpa memberi kesan kepada zarah yang lain. Ini diuruskan dalam anggaran-anggaran Hartree-Fock dan Thomas-Fermi.

Kaedah Hartree-Fock[sunting | sunting sumber]

Kaedah Hartree-Fock digunakan untuk pelbagai sistem atom. Namun ia hanyalah anggaran, dan pada hari ini terdapat kaedah-kaedah yang lebih tepat dan cekap untuk menyelesaikan sistem-sistem atom. "Masalah banyak jasad" bagi helium dan sistem berelektron sedikit yang lain boleh diselesaikan dengan ketepatan yang agak tinggi. Contohnya, keadaan asas bagi helium diketahui sehingga lima belas angka. Dalam teori Hartree-Fork, elektron-elektron dianggap bergerak dalam keupayaan yang dihasilkan oleh nukleus dan elektron-elektron lain. Hamiltonian bagi helium dengan 2 elektron boleh ditulis sebagai hasil tambah kedua-dua Hamiltonian bagi setiap elektron:

di mana Hamiltonian tertib sifar tidak terganggu ialah

manakala sebutan gangguan:

ialah interaksi elektron-elektron. H0 hanyalah hasil tambah dua Hamiltonian hidrogen:

di mana

En1, nilai-nilai eigen tenaga dan , fungsi-fungsi eigen sepadan Hamiltonian hidrogen akan menandakan nilai-nilai eigen tenaga ternormal dan fungsi-fungsi eigen ternormal. Oleh itu:

di mana

Dengan mengabaikan sebutan penolakan elektron-elektron, persamaan Schrödinger bagi bahagian ruang funsi gelombang dua fungsi akan menyusut ke persamaan 'tertib sifar'

Persamaan ini boleh dipisahkan dan fungsi-fungsi eigen boleh ditulis dalam bentuk hasil-hasil tunggal fungsi gelombang hidrogen:

Tenaga-tenaga sepadan (dalam a.u.) adalah:

Perhatikan bahawa fungsi gelombang

Rujukan[sunting | sunting sumber]

  1. ^ "Helium - PubChem Public Chemical Database". The PubChem Project. USA: National Center for Biotechnology Information.