Bu maddedeki bilgilerin do?rulanabilmesi icin ek kaynaklar gerekli . Lutfen guvenilir kaynaklar ekleyerek maddenin geli?tirilmesine yardımcı olun. Kaynaksız icerik itiraz konusu olabilir ve kaldırılabilir . Kaynak ara:   "Enerji seviyesi"  ?  haber · gazete · kitap · akademik · JSTOR ( ?ubat 2021 ) ( Bu ?ablonun nasıl ve ne zaman kaldırılması gerekti?ini o?renin )

Bu madde veya sayfa ba?ka bir dilden kotu bir bicimde tercume edilmi?tir . Sayfa makine cevirisi veya dilde yetkinli?i bulunmayan bir cevirmen tarafından olu?turulmu? olabilir. Lutfen ceviriyi geli?tirmek icin yardım edin. ( ?ubat 2021 )

Kuantum mekani?i
${\displaystyle {\hat {H}}|\psi (t)\rangle =i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}|\psi (t)\rangle }$
Giri? Terimler dizini Tarih
Ozgecmi? Klasik mekanik Eski kuantum teorisi Bra-ket gosterimi Hamiltonian Giri?im
Temeller Tamamlayıcılık Uyumsuzluk Dolanıklık Enerji seviyesi Olcumler Yerbilmezlik Kuantum sayısı Durum Ust uste gelme Simetri Tunelleme Kararsızlık Dalga fonksiyonu  ( coku? )
Deneyler Afshar Bell'in e?itsizli?i Davisson?Germer Cift yarık Elitzur?Vaidman Franck?Hertz Mach?Zehnder Popper Kuantum silgisi  ( gec secim ) Schrodinger'in kedisi Stern?Gerlach Wheeler'in gec secim
Formulle?tirmeler Genel bakı? Heisenberg Etkile?im Matris Faz-uzayı Schrodinger Toplam tarihler (yol integrali)
Denklemler Dirac Klein?Gordon Pauli Rydberg Schrodinger
Yorumlar Genel bakı? Bayes savunma Kalıcı tarihleri Kopenhag de Broglie?Bohm Ensemble Hidden-de?i?keni Coklu dunyalar Von Neumann Objektif coku? Kuantum mantı?ı ?li?kisel Olaslıksal i?lem
?leri konular Kuantum kaos Kuantum bilgisayarı Yo?unluk matrisi Kuantum alan kuramı Franksiyonel kuantum mekani?i Kuantum bilgi bilimi Goreli kuantum mekani?i Da?ılma teoremi Kuantum istatiksel mekanik
Bilim adamları Bell Blackett Bohm Bohr Born Bose de Broglie Candlin Compton Dirac Davisson Debye Ehrenfest Einstein Everett Fok Fermi Feynman Heisenberg Hilbert Jordan Kramers von Neumann Pauli Lamb Landau Laue Moseley Millikan Onnes Planck Raman Rydberg Schrodinger Sommerfeld von Neumann Weyl Wien Wigner Zeeman Zeilinger
g t d

Enerji seviyesi , atom cekirde?inin etrafında katman katman biciminde bulunan kısımların her biridir. Bu yorungelerde elektronlar bulunur. ^[1] Yorungenin numarası; 1, 2, 3, 4, ... gibi sayı de?erlerini alabilir. Yorunge numarasına ba? kuantum sayısı da denir ve "n" ile gosterilir. Yorunge numarası ile yorungenin cekirde?e uzaklı?ı do?ru orantılıdır . ^[1]

Bir yorungede kac elektron bulundu?unu hesaplamak icin 2?n ² parametresi kullanılır.

n , burada "yorunge numarası" veya " ba? kuantum sayısı " adıyla anılır.

Kuantum mekani?i sistemi veya ba?lanmı? (uzayda hapsedilmi?) parcacı?ı, sadece bazı ozel enerji de?erleriyle ilgilenir. Bu herhangi bir enerji alabilen klasik parcacıklarla celi?ir. Bu farklı de?erlere enerji seviyeleri denir. Bu terim genel olarak cekirde?in elektrik alanıyla ba?lanmı? molekul ve atomların icindeki elektronların enerji seviyeleri icin kullanılır. Ama cekirde?in enerji seviyelerine veya molekullerdeki titre?imsel ve donmeli enerji seviyelerine i?aret eder. Boyle ozel enerji seviyeleriyle olan enerji yelpazesi sistemine de nicelikle?mi? denir.

E?er potansiyel enerji molekul veya atomik cekirdekten sonsuz mesafede sıfırlanırsa, ba?lanmı? elektron durumu, negatif potansiyel enerji durumu vardır.

E?er bir atom, molekul ya da iyon mumkun olan en du?uk enerji seviyesinde ise elektronların temel seviyede oldu?u soylenir. E?er daha yuksek enerji seviyelerinde ise elektronların uyarılmı? seviyede oldu?u soylenir. E?er birden fazla kuantum mekanik durumu aynı enerjideyse enerji seviyeleri yozla?mı?tır (bozulmu?tur). O zaman bunlara yozla?mı? enerji seviyeleri denir.

Acıklama [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Nicelle?mi? enerji seviyeleri parcacı?ın enerjisi ve dalga uzunlu?u arasındaki ili?kiden do?ar. Atomun elektronlarındaki gibi hapsolmu? parcacık icin, dalga i?levi duran dalgalar ?eklindedir. Sadece (enerjili durgun durumlar) dalga uzunlukları integral rakamlarıyla ili?kili enerjili durgun durumlar var olur. Di?er durumlarda dalgalar yıkıcı olarak mudahale eder, bu da sıfır olasılık yo?unlu?u ile sonuclanır. Matematik olarak enerji seviyelerinin nasıl olu?tu?unu gosteren temel ornekler, kutuda parcacık ve kuantum uyumlu titre?tiricidir.

Tarihce [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Atomdaki nicellele?menin ilk kanıtı 1800'lerin ba?ında Joseph von Fraunhofer ve William Hyde Wollaston tarafından Gune?'ten gelen ı?ınlardaki spektrum cizgilerinin gozlemlenmesiydi. Enerji seviyeleri fikri Danimarkalı fizikci Niels Bohr tarafından 1913'te Bohr Modeli'nde ortaya atılmı?tır. Enerji seviyelerinin Schrodinger Denklemi terimleri ile acıklandı?ı modern kuantum mekaniksel teori Erwin Schrodinger ve Werner Heisenberg 1926'da geli?tirilmi?tir. ^{[ kaynak belirtilmeli ]}

Atomlar [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

?csel Enerji Seviyeleri [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Yorunge durumu enerji seviyesi:cekirdek+ bir elektronlu atom/iyon [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Farklı seviyelerdeki elektronların enerjisinin formulleri, elektron atomdan tamamen ayrıldı?ı zaman enerji icin sıfır noktası olu?ur, i.e elektronun temek kuantum sayısı n = ∞ oldu?u zaman. Farz et ki hidrojen benzeri atomun (?ON) atomik ekseninde bir elektron var. Durum enerjisi co?unlukla cekirdek(pozitif) ile elektronun(negatif) elektriksel etkile?imi ile co?unlukla belirlenir. ^{[ kaynak belirtilmeli ]}

Cekirde?in etrafındaki bir elektronun enerji seviyeleri:

${\displaystyle E_{n}=-hcR_{\infty }{\frac {Z^{2}}{n^{2}}}}$

(tipik olarak 1 eV ve 10 ³ eV arasında), R _∞ Rydberg sabitidir , Z atom numarasıdır , n temel kuantum sayısı , h Planck sabiti ve c ı?ık hızıdır . Hidrojen gibi atomlar(iyonlar) icin, the Rydberg seviyeleri temel kuantum sayısına n ba?lıdır.

Bu denklem hidrojen gibi herhangi bir element icin Rydberg formulu (a?a?ıda gosterilen) ile E = h ν = h c / λ birle?tirerek elde edilir. Ba? kuantum sayısı n yukarida = n ₁ Rydberg formundeki ve n ₂ = ∞ (bir foton yaydıktan sonra elektronun enerji seviyesinin temel kuantum sayısı iner). Rydberg formulu deneysel emisyon spektrumu verisinden turetilir. ^{[ kaynak belirtilmeli ]}

${\displaystyle {\frac {1}{\lambda }}=RZ^{2}\left({\frac {1}{n_{1}^{2}}}-{\frac {1}{n_{2}^{2}}}\right)}$

Oz de?erler olarak enerji seviyelerini elde etmek icin ozgun i?lev gibi dalga i?levi kullanarak zamandan ba?ımsız Schrodinger denklemi ile kinetik enerji Hamiltonian operatorunden e? bir formul mekanik olarak turetilebilir. ^{[ kaynak belirtilmeli ]}

Bir elektronun di?er elektronlarla elektriksel etkile?imini iceren birden cok elektron atomları [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

E?er atomun etrafında birden fazla elektron varsa elektron-elektron etkile?imleri enerji seviyesini yukseltir. E?er elektron dalga fonksiyonlarının uzaysal ust uste gelmesi zayıf ise bu etkile?imler genelde ihmal edilir.

Birden cok elektronlu atomlar icin atomlar arası etkile?im onceki denklemin, Z ile gosterilen atom numarasında oldu?u gibi artık gecerli olmamasına neden olur. Bunu anlamak icin basit bir yol(tamamlanmamı? olmasına ra?men) dı?taki elektronların indirgenen elektronun etkili bir cekirde?ini gordu?u kalkan etkisidir cunku icteki elektronlar cekirde?e sıkıca ba?lıdır ve taraflı olarak yukunu sıfırlar. Bu yakla?ık olarak Z nin, yuksekce temel kuantum numarasına ba?lı olan Z _eff ile sembol edilen etkili cekirdek yuku ile de?i?mesine neden olur. ^{[ kaynak belirtilmeli ]}

${\displaystyle E_{n,l}=-hcR_{\infty }{\frac {{Z_{\rm {eff}}}^{2}}{n^{2}}}\ }$

Bu tur durumlarda yorungesel turler ( azimuthal kuantum ?ablon:Ell ile belirlenen) molekulde seviyelerinin etkisinin yanı sıra Z _eff ve bu yuzden ayrıca farklı atomsal elektron enerji seviyelerini etkiler. Elektron gurupla?ması icin elektronları ile dolu bir atomun Aufbau ilkesi , bu farklı enerji seviyelerini de hesaba katar. Temel seviyede elektronları ile dolu bir atom icin en du?uk enerji seviyelerinin ilki doludur ve Pauli cıkarma ilkesi , Aufbau ilkesi ve Hund kuralı ile tutarlıdır. ^{[ kaynak belirtilmeli ]}

?nce yapı parcalanması [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

?nce yapı , Darwin ifadesi, (atomun icindeki elektronların temas etkile?imleri) ve goreli kinetik enerji duzeltmelerinden (elektronun spini ve hareketi ile cekirde?inin elektrik alanı arasındaki elektrodinamik etkile?im) kaynaklanır.

Hyperfine (a?ırı ince) yapı [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Temel metin: A?ırı ince yapı

Bu daha ince yapı, 10 ^?4 eV buyuklu?unde tipik bir sıra ile enerji seviyelerinde tipik bir de?i?ime neden olan elektron cekirdek spin-spin etkile?iminden dolaydır.

Dı? alanlardan dolayı enerji seviyeleri [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Zeeman etkisi [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Temel metin: Zeeman etkisi

Elektronik yorungesel acısal momentumdan kaynaklanan L manyetik dipole (ikiz kutuplu) moment μ _L

ile ili?kisi etkile?im enerjisi vardır, a?a?ıdaki formul ile

${\displaystyle U=-{\boldsymbol {\mu }}_{L}\cdot \mathbf {B} }$

ile

${\displaystyle -{\boldsymbol {\mu }}_{L}={\dfrac {e\hbar }{2m}}\mathbf {L} =\mu _{B}\mathbf {L} }$.

?laveten, elektron spininden kaynaklanan manyetik momentumu i?in icine katarak.

Goreli etkiler yuzunden ( Dirac denklemi ), elektron spininin etkisi ile manyetik bir momentum vardır, μ _S .

${\displaystyle -{\boldsymbol {\mu }}_{S}=-\mu _{B}g_{S}\mathbf {S} }$,

g _S ile elektron spini g-faktoru (fizik) (yakla?ık 2), toplam manyetik momentumuna neden olan, μ ,

${\displaystyle {\boldsymbol {\mu }}={\boldsymbol {\mu }}_{L}+{\boldsymbol {\mu }}_{S}}$.

Bu yuzden enerji etkile?imi a?a?ıdaki formule donu?ur;

${\displaystyle U_{B}=-{\boldsymbol {\mu }}\cdot \mathbf {B} =\mu _{B}B(M_{L}+g_{S}M_{S})}$.

Katı etkisi [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Temel metin: Katı etki

Molekuller [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Molekulde atomlar arası kimyasal ba?lanma soz konusu atomlar icin durumu daha istikrarlı duruma soktu?u icin olu?ur, bu genellikle ?u demektir: molekullerdeki soz konusu atomların toplam enerji seviyesi atomların ba?lanmamı? durumundan daha du?uktur. ayrı atomlar kovalent yapı?ma icin birbirlerine yakla?tıkca, eksenleri yapı?ma ve anti-yapı?ma molekuler eksenleri olu?turmak icin birbirlerinin enerji seviyelerini etkilerler. Ba?lanma ekseninin enerji seviyesi daha du?uk, anti-yapı?ma ekseninin enerji seviyesi daha yuksektir. Yapı?manın stabil olması icin kovalent yapı?malı elektronlar a?a?ı enerji yapı?ma eksenimsisi i?gal eder ki bu da duruma gore σ ya da πsembolleriyle gosterilir. E? kar?ı ba? yorungeleri yıldız i?areti eklenerek elde edilen σ* veya π* yorungeleri ile gosterilebilir. Molekuldeki ba? yapmayan yorunge , ba? yapımına katılmayan ve enerji seviyesi bile?en atom ile aynı olan dı?arıdaki elektron kabuklu bir yorungedir. Bu tur yorungeler n yorungeleri olarak gosterilebilir. N yorungesindeki elektronlar tipik olarak yalnız ciftlerdir . Cok atomlu molekullerde ayrıca farklı titre?imsel ve donel enerji seviyeleri vardır. Kabaca molekulsel bir enerji durumu, i.e Hamiltonian molekulsel bir ozgun durum , titre?imsel, elektronik, donel, cekirdeksel ve otelenme bile?enlerinin toplamı,

${\displaystyle E=E_{\rm {electronic}}+E_{\rm {vibrational}}+E_{\rm {rotational}}+E_{\rm {nuclear}}+E_{\rm {translational}}\,}$

E _electronic , elektronik molekulsel Hamiltonian bir oz durumdur. (potansiyel enerji yuzeyinin de?eri) Molekulsel enerji molekulsel ifade sembolleri ile sınıflandırılır. Bu bile?enlerin ozel enerjileri ozel enerji durumu ve madde ile de?i?iklik gosterebilir. Kuantum kimyası ve Molekuler fizikte bir enerji seviyesi, ba?lı bir kuantum mekanik durumunun nicelle?tirilmi? bir enerjisidir. ^{[ kaynak belirtilmeli ]}

Enerji seviyesi diyagramları [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Bir molekuldeki atomlar arasında ba?ların enerji seviyesi diyagramlarının ce?itli turleri vardır.

Ornekler

Molekulsel yorunge diyagramları , Jablonski diyagramları ve Franck?Condon ilkesi diyagramları.

Enerji seviyesi donu?umleri [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Fazla bilgi: atomsal elektron de?i?imi, Jablonski diyagramları ve Franck-Condon diyagramları.

Atomlar ve molekullerdeki elektronlar, enerjisi tamı tamına iki seviyeleri arasındaki enerji farkına e?it olması gereken bir fotonu emerek ya da dı?arı vererek enerji seviyelerini de?i?tirebilirler. Elektronlar, ayrıca iyon, molekul ya da atom gibi ozel bir kimyasal turlerinden cıkarılabilirler. Bir elektronun bir atomdan tamamen kurtulu?u iyonla?manın bir formudur. (pratikte geriye kalan atom(iyon) uzerinde bir etkiye sahip olmaması icin bir etkide, sonsuz bir temel kuantum sayısına sahip yorungenin dı?ına do?ru ekili bicimde elektron gondererek)

Atomların ce?itli turleri icin 1., 2.,3. gibi iyonla?ma enerjileri vardır; orijinal olarak temel enerji seviyesindeki atomdan ba?layarak en yuksek enerjili elektronların 1. sonra 2. sonra 3. vb cıkarımı. E? kar?ıt niceliklerdeki enerji, ayrıca ortaya cıkabilir; bazen elektronlar pozitif yuklu iyonlara ya da atomlara eklendi?inde foton enerjisi halinde salıverilir. Molekuller ayrıca titre?imsel ya da donel enerji seviyeleri de?i?imine u?rayabilirler. Enerji seviyesi donu?umleri ayrıca ı?ınımsal olamayabilir, bir fotonun emilimi ya da so?urulması gercekle?meyebilir.

E?er bir atom, molekul ya da iyon mumkun olabilecek en du?uk enerji seviyesinde ise kendinin ve elektronların temel seviyede oldu?u soylenilir. E?er daha yuksel bir enerji seviyesinde ise uyarılmı? denilir, ya da temel seviyeden yuksek enerjiye sahip olan elektronlar uyarılmı?tır. Bu tur bir grup, enerjisi seviyeleri arasındaki enerji farkına e?it olan herhangi bir fotonu emerek daha yuksek enerji seviyesine uyarılabilir. Tersine uyarı?mı? bir grup, enerji farkına e?it bir foton salarak daha du?uk enerji seviyesine inebilir. Bir fotonun enerjisi Planck sabiti ( h ) carpı frekans a e?ittir ve bu yuzden ( ν ) frekansi ile orantılıdır, ya da dalga boyu ile( λ ) ters orantılıdır. ^{[ kaynak belirtilmeli ]}

Δ E = h ν = h c / λ ,

c , ı?ık hızı oldu?u icin, ν λ a e?ittir.

Buna ba?lı olarak spektroskopinin (tayf olcumu) bircok turleri analize edilen materyaldeki bilgi sa?layan emilen ya da salınan fotonların dalga boyu ya da frekansını belirlemeye dayanır. (spektrum ile analize edilerek elde edilen materyallerin elektronik yapısı ve enerji seviyesi uzerine bilgi iceren)

Yıldız i?areti genelde uyarılmı? durumu gostermek icin kullanılır. Bir molekulde enerji donu?umu yani temel seviyeden uyarı?mı? seviye geci?i ?u ?ekilde gosterilebilir: σ → σ*, π → π*, ya da n → π* elektronun uyarılmasının bir σ ba?ından σ  kar?ıba?ına , bir π ba?ından bir π kar?ıba? yorungesine ya da bir n kar?ıba?ından bir π kar?ıba? yorungesine. Her tur uyarılmı? molekuller icin ayrıca temel seviyelerine gecmeleri mumkundur; σ* → σ, π* → π veya π* → n ile gosterilebilir. ^{[ kaynak belirtilmeli ]}

Yuksel sıcaklık sıvı atom ve molekullerin oteleme enerjilerini arttırarak daha hızlı hareket etmelerine neden olur ve termal olarak uyarılmı? molekullere daha yuksek ortalama titre?imsel ve donel geni?lik de?erleri kazanmasına neden olur. (molekulu daha yuksek ic enerji seviyelerine uyarır)Bunun anlamı sıcaklık arttıkca molekulsel ısı kapasitesine titre?imsel, donel ve oteleme katkıları, molekullerin daha fazla ısı emmesini ve icsel enerjilerini daha fazla tutmalarını sa?lar. Isı iletimi tipik olarak, molekuller ya da atomlar birbirleri arasında ısı iletmek icin carpı?ımı ile olu?ur. Daha yuksek sıcaklıklarda elektronlar termal olarak atom veya molekullerde daha yuksek enerji seviyelerine uyarılabilir. Bir elektronun sonraki enerji seviyesine du?u?u belki renkli bir parıltıya neden olan foton cıkarımı yapabilir. ^{[ kaynak belirtilmeli ]}

Cekirdekten uzak bir elektron cekirde?e yakın olan bir elektrondan daha fazla potansiyel enerjiye sahiptir fakat cekirde?e daha az ba?lıdır cunku potansiyel enerjisi negatiftir ve cekirdekten uzaklı?ına ters orantılı bir ?ekilde ba?lıdır. ^{[ kaynak belirtilmeli ]}

Kristal materyaller [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Enerji seviyelerine ek olarak kristal katılar enerji bantlarına sahiptir. Elektronlar dolu olmayan bir banttaki herhangi bir enerjiye tutunabilir. ?lk ba?ta enerji seviyeleri gereklili?i icin bir istisna olarak gorulebilir. Fakat ku?ak kuramında gosterildi?i uzere enerji ku?akları aslında cozulmek icin birbirlerine cok yakın farklı enerji seviyelerinden olu?ur. Bir banda seviyelerin numarası, kristaldeki atomların numarasının sınıfıdır. Bu yuzden elektronlar aslında bu enerjilere kısıtlı olsa da surec de?erlerine tutunabildikleri gorunur. Kristaldeki onemli enerji seviyeleri, de?erlik bandının tepe noktası, Fermi seviyesi , eksik durumların enerji seviyeleri ve bo?luk seviyesi ve iletim bandının dibidir. ^{[ kaynak belirtilmeli ]}

Ayrıca bakınız [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

• Atomik orbital

Kaynakca [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]