hidrogénatom

A hidrogénatom a legkönnyebb és legegyszerűbb atomi rendszer. Egyetlen pozitív magból álló nucleus és egy elektronból álló felhő veszi körül. A két részecske között fennálló elektromos vonzás köti az atomot. A hidrogén az univerzumban domináns elem, és alapként szolgál a kvantummechanikában, a spektroszkópiában és sok kémiai modellben.

Általános leírás szerint az elektron a mag körül helyezkedik el, legalsó energiaszinten az 1s alhéjban. A kötési energia a semleges hidrogénnel 13,6 eV; az elektron ionizációs energiája. A Bohr-modell szerint a Bohr-sugár körülbelül 0,529 Å. Az energiaszintek E_n = -13,6 eV / n^2 formában adhatók meg.

Izotópok közé tartozik a protium (1H), a deutérium (2H) és a trícium (3H). A magban lévő spin I = 1/2 határozza meg a hiperfinom szerkezetet, amely a 21 cm-es rádióvonalban is megjelenik, kiemelkedő szerepet játszik a csillagászatban.

Spektroszkópia szempontjából a hidrogén jellegzetes spektruma a Lyman-, Balmer- és más sorokra bomlik. A kiváltó átmeneteket a Rydberg-formula írja le, és a mérési adatok lehetővé tették a fundamentális állandók pontos meghatározását, valamint a kvantum- elektrodinamikai korrekciók (Lamb-szakadás) vizsgálatát is.

Kémiai kötésben a hidrogén a legegyszerűbb kétatomos molekula, az H2. Kötési hossza mintegy 74 pm, kötési energiája körülbelül 4,5 eV molekulánként.

Történetileg Cavendish 1766-ban azonosította gázként a hidrogént; a név a görög hidro- és genesz 'víz keletkezése' jelentésű. A 20. századi Bohr- és Schrödinger-képen keresztül vált a modern kémiában és fizikában nélkülözhetetlenné.