Содержание
Серия Бальмера - это обозначение спектральных линий излучения атомов водорода. Эти спектральные линии, которые представляют собой протоны, испускаемые в спектре видимого света, образуются из энергии, необходимой для удаления электрона из атома, называемой энергией ионизации. Поскольку у атома водорода есть только один электрон, энергия, необходимая для его удаления, называется первой энергией ионизации (однако в случае водорода второй энергии нет). Его можно рассчитать, выполнив серию небольших шагов.
Шаг 1
Определите начальное и конечное энергетические состояния атома и найдите разность его обратных. Для первого уровня ионизации конечное энергетическое состояние бесконечно, поскольку электрон удален от атома, так что обратное этому числу равно 0. Начальное энергетическое состояние равно 1, единственное состояние, в котором атом водорода может иметь, а 1 - обратное значение. Разница между 1 и 0 равна 1.
Шаг 2
Умножьте постоянную Ридберга (важное число в атомной теории), значение которой составляет 1,097 x 10 ^ (7) на метр (1 / м), на разность обратных уровней энергии, которая в данном случае равна 1. Это даст исходное значение постоянной Ридберга.
Шаг 3
Вычислите результат, обратный результату A, то есть разделите число 1 на результат A. Это даст значение 9,11 x 10 ^ (- 8) м; это длина волны спектрального излучения.
Шаг 4
Умножьте постоянную Планка на скорость света и разделите результат на длину волны излучения. Умножение постоянной Планка, равной 6,626 x 10 ^ (- 34) джоулей, умноженных на секунды (Дж с), на скорость света, которая составляет 3,00 x 10 ^ 8 метров в секунду (м / с). ), вы получите 1,988 x 10 ^ (- 25) джоулей, умноженных на метры (Дж · м), и разделив это на длину волны (что эквивалентно 9,11 x 10 ^ (- 8) м), вы получите 2,182 x 10 ^ (- 18) Дж. Это первая энергия ионизации атома водорода.
Шаг 5
Умножьте энергию ионизации на число Авогадро, что даст количество частиц в одном моль вещества. Умножение 2,182 x 10 ^ (- 18) Дж на 6,022 x 10 ^ (23) дает 1,312 x 10 ^ 6 Дж на моль (Дж / моль), или 1,312 кДж / моль, как это обычно записывается в химия.