水素原子の電子の状態

高校では、水素原子の電子は、K殻にのみに入る。そして、He、Li、Be、…となるにつれ、電子が、一つずつ増えていき、K殻には2個、L殻には8個と入っていく。
と習いました。

しかし、大学では、水素原子の電子も、主量子数n=1,2,3,…の値をとる。
と習いました。これは、水素の電子は、K殻以外にもいくということなのでしょうか？
高校で習ったことは間違いなのでしょうか？

No.1 回答者： NAZ0001 回答日時： 2007/01/31 11:09

>水素の電子は、K殻以外にもいくということなのでしょうか？

励起と呼ばれます。

この回答へのお礼

励起⇒電子の軌道が変わる。
だったのですね。今まで、気づきませんでした！ありがとうございます。

お礼日時：2007/02/03 20:31

No.2 回答者： doc_sunday 回答日時： 2007/01/31 11:10

水素原子の電子がＫ殻に入っているのは「基底状態」です。

これに紫外線などを当ててやればＬ,Ｍ…殻にも移動できます。
電子の励起は高校では扱いません、そのせいです。

この回答へのお礼

励起させるには、紫外線を当てるんですか～。
大変勉強になりました。ありがとうございます。

お礼日時：2007/02/03 20:32

No.3 ベストアンサー 回答者： storm50 回答日時： 2007/01/31 11:34

水素原子にレーザーを当てればＫ殻以外にも行きます。

また、励起状態から基底状態に戻るとき電磁波をだします。高校の化学では量子化学をあまりやらないので量子化学の本を見てください。

この回答へのお礼

ありがとうございます。よく分かりました。ライマン系列とか、バールマー系列というのは、励起状態から、基底状態に戻るときに出すのですね？！
ありがとうございます！！

お礼日時：2007/02/03 20:22

No.4 回答者： Mr_Holland 回答日時： 2007/01/31 15:40

＞しかし、大学では、水素原子の電子も、主量子数n=1,2,3,…の値をとる。

＞と習いました。これは、水素の電子は、K殻以外にもいくということなのでしょうか？
＞高校で習ったことは間違いなのでしょうか？

　高校では、電子の最もエネルギ状態の低い基底状態だけを扱っていましたが、大学ではそれ以外の状態も扱います。電子はエネルギ状態のよって軌道が異なり、それを励起といいます。
　電子のエネルギが極端に上昇した場合が既にご存知のイオン化で、電子がどこかにいってしまい原子核だけ取り残されてしまう状態になっています。

この回答へのお礼

イオン化が電子のエネルギーが極端に上昇した状態により起こると言うことは、全く知りませんでした。今まで、何気なく、イオン化と思っていましたが、電子のエネルギーが増えて飛んでいってしまった現象なのですね。
勉強になりました！ありがとうございました。

お礼日時：2007/02/03 20:29

No.5 回答者： Tacosan 回答日時： 2007/01/31 19:12

水素原子の場合, 主量子数は「その電子の持っているエネルギー」と直接関係します. n=1, つまり K殻にいるときが最もエネルギーが小さく, n が大きくなるにつれてエネルギーも大きくなっていきます.

従って, 電子に適切なエネルギーを与えればより主量子数の大きな軌道に移りますが, この励起状態は高エネルギーで不安定なのでなんかの拍子にエネルギーを放出して最もエネルギーの低い状態に移ろうとします. 逆にいえば「励起状態からよりエネルギーの低い状態」に移るときに出すエネルギーは両方の軌道の主量子数のみで決まることになります. ということで水素原子の放出する線スペクトルが検出されるわけですが, 普通は移った先の主量子数を使って
n=1: Lyman系列
n=2: Balmar系列
n=3: Paschen系列
と呼びます. 天文学では 3→2 (Balmar α) を Hα, 4→2 (Balmar β) を Hβ と呼び, (特に Hαの) ドップラーシフトから (視線方向の) 運動速度を求めるというのはよくやられます.

この回答へのお礼

ありがとうございます！！パッション系列、バルマー系列、ライマン系列について、とてもよく分かりました！！励起状態から、基底状態に戻ったときに、戻る殻によって系列が決まるのですね。知りませんでした。大変勉強になりました。

お礼日時：2007/02/03 20:26