ملف تدريبي: مستويات الطاقة الجزيئية

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب طاقة الحركة الدورانية وطاقة الحركة الاهتزازية للجزيئات، والمسافات البينية للذرات في حالة الاتزان وطاقة التفكُّك.

س١:

الطاقة المميِّزة لجزيء النيتروجين ن 2 تساوي 2.48×10 eV. أوجد المسافة البينية بين ذرات النيتروجين.

س٢:

أوجد المسافات البينية لحالة الاتزان بين أيون صوديوم ص+ وأيون فلوريد فل في بلورة فلوريد الصوديوم ص فل. استخدم القيمة 41.99 g/mol للكتلة المولية لفلوريد الصوديوم، واستخدم القيمة 2.56 g/cm3 لكثافة بلورة فلوريد الصوديوم.

س٣:

جزيء فلور ثنائي الذرة F2 المسافة البينية لذراته في حالة الاتزان تساوي 0.14 nm موجود في الحالة 𝑙=1.

ما مقدار طاقة الجزيء؟

  • أ 3 . 3 × 1 0 eV
  • ب 3 . 0 × 1 0 eV
  • ج 2 . 8 × 1 0 eV
  • د 2 . 4 × 1 0 eV
  • ه 2 . 2 × 1 0 eV

ما مقدار الطاقة المُنبعِثة عند الانتقال من الحالة 𝑙=2 إلى الحالة 𝑙=1؟

  • أ 4 . 6 × 1 0 eV
  • ب 4 . 9 × 1 0 eV
  • ج 3 . 8 × 1 0 eV
  • د 4 . 2 × 1 0 eV
  • ه 4 . 4 × 1 0 eV

س٤:

يهتز جزيء بتردُّد 88 THz. ما الفرق بين مستويات طاقته المتجاورة؟

س٥:

طاقة وضع بلورة تساوي 9.10 eV لكل زوج أيوني. أوجد طاقة التفكُّك لثلاثة مولات من البلورة.

  • أ 1 8 . 2 × 1 0 J
  • ب 1 . 5 1 × 1 0 J
  • ج 4 . 5 5 × 1 0 J
  • د 2 . 6 3 × 1 0 J
  • ه 3 . 0 2 × 1 0 J

س٦:

حُفظ هيدروجين جزيئي عند درجة حرارة 300 K في حاوية مكعبة طول كل ضلع فيها 15.0 cm. افترض أن الجزيئات في هذه الظروف تتحرَّك في صندوق أحادي البُعد. كتلة المول الواحد من الهيدروجين تساوي 2.01588 g.

أوجد طاقة الحالة الأرضية لجزيئات الهيدروجين في الحاوية.

  • أ 7 . 2 9 × 1 0 J
  • ب 1 . 1 0 × 1 0 J
  • ج 1 . 2 2 × 1 0 J
  • د 1 . 4 7 × 1 0 J
  • ه 2 . 9 0 × 1 0 J

افترض أن الجزيء يمتلك طاقة حرارية معطاة بواسطة 𝑘𝑇2 وأوجد عدد الكم 𝑛 المناظر للحالة الكمومية للطاقة الحرارية تلك.

  • أ 1 . 6 8 × 1 0
  • ب 4 . 7 4 × 1 0
  • ج 4 . 3 4 × 1 0
  • د 2 . 6 7 × 1 0
  • ه 2 . 9 8 × 1 0

س٧:

يمكن نمذجة اهتزازات جزيء H2 على أنها هزَّاز توافقي بسيط ثابت الزنبرك له 𝑘=1.15×10/Nm، وكتلة ذرة الهيدروجين هي 𝑚=1.67×10kg. ينتقل الجزيء بين حالته المثارة الثالثة والثانية.

ما تردُّد اهتزاز هذا الجزيء قبل أن يقوم بهذا الانتقال؟

  • أ 1 . 8 7 × 1 0 H z
  • ب 9 . 3 4 × 1 0 H z
  • ج 1 . 3 2 × 1 0 H z
  • د 8 . 3 0 × 1 0 H z
  • ه 1 . 1 7 × 1 0 H z

ما طاقة الفوتون المنبعث خلال الانتقال؟

  • أ 7 . 7 5 × 1 0 J
  • ب 1 . 2 4 × 1 0 J
  • ج 8 . 7 5 × 1 0 J
  • د 1 . 3 9 × 1 0 J
  • ه 1 . 9 7 × 1 0 J

ما الطول الموجي للفوتون المنبعث خلال الانتقال؟

  • أ 1.60 μm
  • ب 0.256 μm
  • ج 10.0 μm
  • د 14.3 μm
  • ه 2.27 μm

س٨:

جزيء ثنائي الذرة يتصرَّف كهزَّاز توافقي كمومي له ثابت قوة مقداره 15.0 N/m وكتلة الجزيء 6.50×10 kg. ينتقل الجزيء من الحالة المُثارة الثالثة إلى الحالة المُثارة الثانية، فينبعث فوتون.

ما الطول الموجي للفوتون؟

  • أ 3 . 2 4 × 1 0 m
  • ب 9 . 8 9 × 1 0 m
  • ج 1 . 9 8 × 1 0 m
  • د 1 . 2 4 × 1 0 m
  • ه 6 . 2 1 × 1 0 m

أوجد طاقة الحالة الأرضية لاهتزازات الجزيء.

  • أ 1 . 6 0 × 1 0 J
  • ب 5 . 7 8 × 1 0 J
  • ج 8 . 0 1 × 1 0 J
  • د 5 . 0 3 × 1 0 J
  • ه 1 . 0 1 × 1 0 J

س٩:

لوحظت انتقالات في طيف الطاقة الدورانية لجزيء عند درجة حرارة 300 K. إذا كان هناك قمة في الطيف تناظر الانتقال من الحالة 𝑙=2 إلى الحالة 𝑙=1، فما عزم القصور الذاتي للجزيء؟ أوجد الإجابة لأقرب رقم معنوي.

  • أ 7 × 1 0 kg⋅m2
  • ب 3 × 1 0 kg⋅m2
  • ج 2 × 1 0 kg⋅m2
  • د 5 × 1 0 kg⋅m2
  • ه 6 × 1 0 kg⋅m2

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.