Hoe bereken je de elektrische energie van een elektron in een waterstofatoom?

De elektrische energie van een elektron in een waterstofatoom, vooral in de grondtoestand, wordt berekend door de relatie tussen de totale energie, de kinetische energie en de elektrische energie van het elektron te gebruiken.

De totale energie ($E_{totaal}$) van een waterstofatoom in de grondtoestand (de laagste energietoestand) is een specifieke waarde, namelijk -13,6 elektronvolt (eV). Deze totale energie is de som van de kinetische energie ($E_{kinetisch}$) van het elektron en de elektrische energie ($E_{elektrisch}$) die het elektron heeft door zijn interactie met de atoomkern.

De formule die deze relatie beschrijft, is: $E_{totaal} = E_{kinetisch} + E_{elektrisch}$

In de grondtoestand van een waterstofatoom is de kinetische energie van het elektron 13,6 eV.

Om de elektrische energie ($E_{elektrisch}$) te berekenen, kun je deze waarden in de formule invullen: $-13,6 \text{ eV} = 13,6 \text{ eV} + E_{elektrisch}$

Om $E_{elektrisch}$ te vinden, herrangschik je de formule: $E_{elektrisch} = -13,6 \text{ eV} - 13,6 \text{ eV}$ $E_{elektrisch} = -27,2 \text{ eV}$

Het minteken bij de elektrische energie (-27,2 eV) geeft aan dat het elektron gebonden is aan de atoomkern. Dit betekent dat er energie nodig is om het elektron los te maken van het atoom.