水素様:化学での定義
水素様: He⁺やLi²⁺のように、水素と同じ電子を1個しかもたない原子またはイオンの性質。そのような化学種は、水素様原子とも呼ばれます。
電子が1個しかないため、電子間の反発がなく、シュレーディンガー方程式を厳密に解くことができ、エネルギー準位は −13.6 eV × Z²/n² で与えられます。ここでZは核電荷、nは殻の番号です。水素様原子では、2sと2pのように、同じ殻にあるすべての軌道が同じエネルギーをもちます。水素様軌道は、多くの電子をもつ原子のより複雑な軌道を記述するときの出発点になります。
例
- 水素(H) — 最も単純な水素様原子
- He⁺ — 電子を取り去るのに54.4 eVが必要で、水素の13.6 eVの4倍です
- Li²⁺ — 電子を1個だけもつリチウムの原子核
- U⁹¹⁺ — 粒子加速器の中で、電子を1個だけ残してはぎ取られたウラン
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どの元素も、原理的には電子を1個だけ残してすべて失うことで水素様イオンになれます。原子番号Zの元素からは、電荷が(Z − 1)+のイオンができます。