Хартри

Единица энергии в системе атомных единиц

Хартри (символ: E _h ), также известная как энергия Хартри , — единица энергии в системе атомных единиц , названная в честь британского физика Дугласа Хартри . Ее рекомендуемое CODATA значение E _h  = 4,359 744 722 2060 (48) × 10 ⁻¹⁸  Дж ‍ [ ^1] =27,211386245981 ( 30 ) эВ . ^[2]

Хартри приблизительно равен отрицательной электрической потенциальной энергии электрона в атоме водорода в его основном состоянии и, по теореме вириала , приблизительно в два раза больше его энергии ионизации ; соотношения не являются точными из-за конечной массы ядра атома водорода и релятивистских поправок .

Хартри обычно используется в качестве единицы энергии в атомной физике и вычислительной химии : для экспериментальных измерений в атомном масштабе гораздо более широко используются электронвольт (эВ) или обратный сантиметр (см ^{−1 ).}

Другие отношения

${\displaystyle E_{\mathrm {h} }={\hbar ^{2} \over {m_{\mathrm {e} }a_{0}^{2}}}=m_{\mathrm {e} }\left({\frac {e^{2}}{4\pi \varepsilon _{0}\hbar }}\right)^{2}=m_{\mathrm {e} }c^{2}\alpha ^{2}={\hbar c\alpha \over {a_{0}}}}$

= 2  Ry = 2  R ∞ hc

=27,211 386 245 981 (30)  эВ ^[2]

=4,359 744 722 2060 ⁽ 48) × 10−18  Дж ^[1]

=4,359 744 722 2060 (48) × 10 ⁻¹¹  эрг

≘2 625 ,499 639 4799 (50)  кДж/моль

≘627,509 474 0631 (12)  ккал/моль

≘219 474 .631 363 20 (43)  см ⁻¹

≘6 579 .683 920 502 (13)  ТГц

где:

• ħ — приведенная постоянная Планка ,
• m _e — масса электрона ,
• e — элементарный заряд ,
• a ₀ — радиус Бора ,
• ε ₀ — электрическая постоянная ,
• c — скорость света в вакууме, а
• α — постоянная тонкой структуры .

Эффективные единицы Хартри используются в физике полупроводников, где заменяется на и является статической диэлектрической постоянной. Кроме того, масса электрона заменяется эффективной зонной массой . Эффективная Хартри в полупроводниках становится достаточно малой, чтобы измеряться в миллиэлектронвольтах (мэВ). ^[3] ${\displaystyle e^{2}}$ ${\displaystyle e^{2}/\varepsilon }$ ${\displaystyle \varepsilon }$ ${\displaystyle m^{*}}$

Ссылки

1. "2022 CODATA Value: Hartree energy". Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . Май 2024. Получено 2024-05-18 .
2. "Значение CODATA 2022: энергия Хартри в эВ". Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . Май 2024 г. Получено 18.05.2024 .
3. Цунея Андо, Алан Б. Фаулер и Фрэнк Стерн Rev. Mod. Phys. 54 , 437 (1982)