请问，一个原子电子具有的能量越低（如基态），那么具有的动能是否越大？为什么？

Question

如题所述

Answer 1

不，应该说能量越低其动能越小。因为原子中的电子的能量是规定其距离原子核无限远处时其能量为零，所以原子中电子的能量都是取的负值，即能量越大，能量值（负的）越接近于零（其绝对值越小）。而其动能一般来说也越大，但动能有一个变化的量，可能有时要变小一些，为什么呢？关键是电子的能量主要是指其动能和势能的和，并且在一定范围内这两种能量还互相转化着，有时动能大一些，势能小一些，有时又相反（原子的行星模型理论是有缺陷的，也不能完全认为电子在绕核做圆周运动，再按向心力公式导出其速度，更完美的原子理论较复杂，不便详述，这里就只介绍一种易于接受的理解方法吧）。不同轨道上的电子相比较，高能的电子其动能大（平均），势能（平均）也大，处在高能轨道上，相反就处在低能轨道上，其动能也小。因为平均动能大的电子其平均运动速度大，在较大的范围内运动，距原子核的平均距离就大，它处在高能轨道上，势能也就大。就好像用较小的速度把皮球射向地面后，皮球就在重力作用下在较小高度范围内反复弹起和落地，作着较小量的动能和势能的转化，其平均高度较小。用较大的速度把它射向地面时，它就在较高的范围内反复弹起，其平均动能和平均速度、平均高度就大，我们说它就具有高能态。所以电子的能态是用来描述其相对原子核的电势能的（注意与重力势能不同的是它选取无限运出为零势点，上述的皮球一般选其能达到的最低点为零势点。电势能与微粒所带电荷的正负也有关系。在外移电子时，外力对电子做功，电场力做负功，所以原子核中电子能量取负值），对“逸出功”（即把电子从原子核电场中移到无限远处时，外力所做的功。高能态的电子移出时，外力做较小的功，“逸出功”小。）有直接的意义，而单独说电子的动能应把它当做一般的物体对待，取正的动能值。所以不能把原子中电子的能量即能态 与电子的动能混为一谈，它们有一定联系，但它们是被选取的两个不同侧面。

Answer 2

错了，原子的动能和温度、空间自由度取向有关。Ek=nKT，n是自由度常数，和原子所处的化学态相关；K是玻尔兹曼常数，T是热力学温度。

基态的时候，电子围绕原子核转动，库仑引力提供向心力，近似可写出kZze²/r²=mv²/r，即v²∝1/r。也就是说r越大，速度越小。但是这个速度是电子绕核速度，和原子的速度无关，所以，这个速度的大小和原子动能是两回事。不过由于基态的时候电子的轨道半径最小，在不涉及轨道角动量，即转动动能的时候，可以说电子处于基态的时候电子的动能最大。

Answer 3

是的。做简单讨论（高中范畴）时，电子绕核旋转可用经典物理学分析。
原子处于低能级时，电子绕核旋转轨道半径小，所以与核子间的引力较大，即向心力较大，所以线速度大，动能大

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Answer 4

是的 你可以类比 天体运动