Hartree

El hartree (símbolo: E _h ), también conocido como energía de Hartree , es la unidad de energía en el sistema de unidades atómicas , nombrada en honor al físico británico Douglas Hartree . Su valor recomendado por CODATA es E _h =  4,359 744 722 2060 (48) × 10 ⁻¹⁸  J ^{‍ [1 ]} =27,211 386 245 981 (30)  eV . ^{[ 2 ]} Se sugirió el nombre "hartree" para esta unidad de energía. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

El hartree es aproximadamente la energía potencial eléctrica negativa del electrón en un átomo de hidrógeno en su estado fundamental y, por el teorema del virial , aproximadamente el doble de su energía de ionización ; las relaciones no son exactas debido a la masa finita del núcleo del átomo de hidrógeno y a las correcciones relativistas .

El hartree se usa habitualmente como unidad de energía en física atómica y química computacional ; para mediciones experimentales a escala atómica, se usan mucho más el electronvoltio (eV) o el centímetro recíproco (cm ^{−1 ).}

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

= 2 Ry = 2 R _∞ hc

=27.211 386 245 981 (30) eV  ^{‍ [2 ]}

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

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

≘2 625 0,499 639 4 799 (50) kJ/mol 

≘627,509 474 0631 (12) kcal/mol 

≘219 474 .631 363 20 (43) cm ⁻¹ 

≘6 579 .683 920 502 (13) THz 

dónde:

• ħ es la constante de Planck reducida ,
• m _e es la masa del electrón ,
• e es la carga elemental ,
• a ₀ es el radio de Bohr ,
• ε ₀ es la constante eléctrica ,
• c es la velocidad de la luz en el vacío, y
• α es la constante de estructura fina .

Las unidades hartree efectivas se utilizan en la física de semiconductores donde${\displaystyle e^{2}}$es reemplazado por${\displaystyle e^{2}/\varepsilon }$y${\displaystyle \varepsilon }$es la constante dieléctrica estática. Además, la masa del electrón se reemplaza por la masa de banda efectiva.${\displaystyle m^{*}}$. El hartree efectivo en semiconductores se vuelve lo suficientemente pequeño como para medirse en milielectronvoltios (meV). ^{[ 5 ]}

• constante de Rydberg