نسخة الفيديو النصية
في نموذج بور لذرة الهيدروجين، أي من الآتي صواب؟ أ: يشغل الإلكترون مستوى الطاقة الأبعد عن النواة للوصول إلى الحالة الأرضية. ب: يشغل الإلكترون مستوى الطاقة الأقرب إلى النواة للوصول إلى الحالة الأرضية. ج: يشغل الإلكترون مستوى الطاقة الأقرب إلى النواة للوصول إلى الحالة المثارة. د: يشغل الإلكترون الفراغات الموجودة بين مستويات الطاقة للوصول إلى الحالة الأرضية.
يشير هذا السؤال إلى نموذج بور للذرة، الذي يقترح أن الإلكترونات تدور حول النواة في مدارات دائرية مستوية. يقترح نموذج بور أيضًا أن طاقة الإلكترونات في تلك المدارات تتناسب طرديًّا مع أنصاف أقطار مداراتها. ونظرًا لأن السؤال يشير إلى ذرة هيدروجين، فإن الذرة تحتوي على إلكترون واحد وبروتون واحد فقط. تشير الخيارات المعطاة جميعها إلى سلوك الإلكترون فيما يسمى بالحالة الأرضية أو الحالة المثارة.
يشغل الإلكترون في حالته الأرضية أقل حالة طاقة ممكنة. بعبارة أخرى، يشغل الإلكترون أقرب مستوى طاقة ممكنًا إلى النواة. وبما أن نصف القطر والطاقة يتناسبان طرديًّا، فإن مستوى الطاقة ذا نصف القطر الأصغر ستكون له الطاقة الأقل. أما عندما يكون الإلكترون في حالته المثارة، فإنه ينتقل من حالته الأرضية عن طريق امتصاص طاقة، ومن ثم فإنه ينتقل إلى مستوى طاقة أعلى. وعندما يشغل الإلكترون مستوى طاقة نصف قطره أكبر، يكون في حالة ذات طاقة أعلى.
تجدر الإشارة إلى أن إثارة الإلكترون هذه مؤقتة، وبعدما يطلق الإلكترون كمية معينة من الطاقة، التي تكون غالبًا في صورة ضوء، يعود إلى حالته الأرضية. دعونا نلق نظرة على الخيارات.
يشير الخيار أ إلى أنه لكي يبقى الإلكترون في حالته الأرضية، فإنه يشغل أبعد مستوى طاقة ممكنًا عن النواة. وقد رأينا أن هذا عكس ما ينطبق على الإلكترون في الحالة الأرضية. إذن، يمكننا استبعاد الخيار أ.
يصف الخيار ب ما يحدث للإلكترون في حالته الأرضية وصفًا مضبوطًا. ومن ثم، يكون الخيار ب هو الإجابة الصحيحة. دعونا نلق نظرة على الخيارين ج، د للتأكد ليس إلا.
يشير الخيار ج إلى أن الإلكترون المثار يجب أن يبقى في أقرب مستوى طاقة ممكن إلى النواة. وهذا ينطبق على الإلكترون في الحالة الأرضية، وليس في الحالة المثارة. إذن، يمكننا استبعاد الخيار ج.
يشير الخيار د إلى أن الإلكترونات في الحالة الأرضية يمكن أن تشغل الفراغات الموجودة بين مستويات الطاقة. يقترح نموذج بور للذرة أنه من المستحيل أن تشغل الإلكترونات الفراغات الموجودة بين المدارات، بل يجب أن تشغل مستويات الطاقة الثابتة. إذن، يمكننا استبعاد الخيار د.
وعليه، فإن العبارة التي تصف نموذج بور لذرة الهيدروجين وصفًا صحيحًا هي الخيار ب؛ يشغل الإلكترون مستوى الطاقة الأقرب إلى النواة للوصول إلى الحالة الأرضية.
