مستوى طاقة

مستوى الطاقة في الفيزياء الجزيئية وكيمياء الكم هى كمة من الطاقة لحالة ترابط ميكانيكية كمية . ويتم إستخدام المصطلح غلاف الطاقة كمرجع للتوزيع الإلكتروني في الذرة أوالجزيء . وطبقا لنظرية الكم فإن الإلكترون يوجد فقط حالات " مدارات " معينة ، وعلى هذه فهناك أغلفة طاقة معينة يمكن حتى تكون موجودة . أى حتى هذا يعنى طاقة الكيف تكون في شكل كمات ( شاهد الطيف المستمر لمزيد من التفاصيل ) . وطبقا لتعريفات طاقة الوضه التقليدية ، فإن طاقة الوضع تساوى صفر عند اللا نهاية ، مما يؤدى لوجود طاقة وضع سالبة لحالة ترابط الإلكترون .

وينطق على مستويات الطاقة أنها تنحل ، لوحتى نفس مستوى الطاقة تم الوصول إليه باكثر من حالة كم ميكانيكية . وتسمي مستويات طاقة منحلة .

وبصفة عامة ، فإن حالة الطاقة الجزيئية ، أى حالة إيجن للهاملتونية الجزيئية هى ناتج للمكونات الإلكترونية ، واللإهتزازية ، والدورانية :

{\displaystyle E=E_{\mathrm {electronic +E_{\mathrm {vibrational +E_{\mathrm {rotational \,

حيث ${\displaystyle E_{\mathrm {electronic$

التفاعلات التى تحدد طاقة إلكترون مرتبط في ذرة مفردة

بفرض حتى هناك إلكترون في مدار ذري . طاقة حالته تكون غالبا محددة بقوى الجذب الكهرستاتيكية بين شحنة الإلكترون السالبة وشحنة النواة الموجبة ، ويمكن حسابها باستخدام . وعموما فإن هناك تفاعلات عديدة تؤدى لتغييرات بسيطة لمستوى الطاقة ، والتى يمكن حسابها عن طريق أعداد الكم الإلكترونية الأخرى ،

{\displaystyle l

,

{\displaystyle m_{l

,

{\displaystyle m_{s

. وعند وصف الدالة الموجية للإلكترون بدقة أكثر ،’ يؤدى ذلك إلى إنقسام مستويات الطاقة وبالتالي تنحى فكرة إنحلال مستويات الطاقة.

القائمة التالية تعطى فكرة عامة لأهم التسليمات لمستويات الطاقة.

حالة مدار مستوى الطاقة

مستوى الطاقة ينشأ من تفاعل القوى الكهرستاتيكية بين الإلكترون وشحنة نواة الذرة الموجبة ، ومن الطاقة الناشئة العزم الزاوي للإلكترون ( حركية ، مغناطيسية )

قيمتها النمطية ${\displaystyle 10...10^{3$ إلكترون فولت .

التفاعل الكهرستاتيكي بين الإلكترون والإلكترونات الأخرى

لوحتى هناك أكثر من إلكترون حول النواة ، فإن التفاعل بين الإلكترونات وبعضها يؤدى لزيادة مستوى الطاقة . وغالبا ما يتم تجاهل هذه التفاعلات لوحتى التداخل في الفضاء لدالة الإلكترون الموجية قليل .

ظاهرة زيمان

شاهد الموضوعة الرئيسية : ظاهرة زيمان

عزم المدار الزاوي للإلكترون اللقاء للعزم المغناطيسي ، يتفاعل مع المجال المغناطيسي الخارجى ( تفاعل كهرمغناطيسي) .

وتكون طاقة التفاعل : ${\displaystyle U=-\mu B$ with ${\displaystyle \mu =qL/2m$

ظاهرة زيمان عند الإخذ في الإعتبار اللف

وهنا يتم الأخذ في الإعتبار جميع من العزم ثنائي القطب الناتج من العزم الزاوي للمدار والعزم المغناطيسي الناتج من لف الإلكترون .

وتبعا للتأيد النسبي للتأثيرات ( معادلة ديراك ) ، فإن العزم الزاوي الناتج من لف الإلكترون ${\displaystyle \mu =-\mu _{B gs$ حيث ${\displaystyle g$ معامل الجيرو-مغناطيسية (ويكون تقريبا 2). ${\displaystyle \mu =\mu _{l +g\mu _{s$ وعلى هذا تصبح طاقة التفاعل ${\displaystyle U_{B =-\mu B=\mu _{B B(m_{l +gm_{s )$ .