Zawartość
Seria Balmera to oznaczenie linii widmowych emisji atomów wodoru. Te linie widmowe, które są protonami emitowanymi w widmie światła widzialnego, są wytwarzane z energii potrzebnej do usunięcia elektronu z atomu, zwanej energią jonizacji. Ponieważ atom wodoru ma tylko jeden elektron, energia potrzebna do jego usunięcia nazywana jest pierwszą energią jonizacji (jednak w przypadku wodoru nie ma drugiej). Można to obliczyć, wykonując serię małych kroków.
Krok 1
Wyznacz początkowe i końcowe stany energetyczne atomu i znajdź różnicę jego odwrotności. Dla pierwszego poziomu jonizacji, końcowy stan energii jest nieskończony, ponieważ elektron jest usuwany z atomu, tak że odwrotnością tej liczby jest 0. Początkowy stan energii wynosi 1, jedyny stan, w którym atom wodoru może mieć, a odwrotnością 1 jest 1. Różnica między 1 a 0 to 1.
Krok 2
Pomnóż stałą Rydberga (ważną liczbę w teorii atomów), która ma wartość 1,097 x 10 ^ (7) na metr (1 / m), przez różnicę odwrotności poziomów energii, która w tym przypadku wynosi 1. To poda oryginalną wartość stałej Rydberga.
Krok 3
Oblicz odwrotność wyniku A, to znaczy podziel liczbę 1 przez wynik A. To da wartość 9,11 x 10 ^ (- 8) m; to jest długość fali emisji widmowej.
Krok 4
Pomnóż stałą Plancka przez prędkość światła i podziel wynik przez długość fali emisji. Pomnożenie stałej Plancka, która wynosi 6,626 x 10 ^ (- 34) Dżul razy sekundy (J s) przez prędkość światła, która wynosi 3,00 x 10 ^ 8 metrów na sekundę (m / s ), otrzymujesz 1,988 x 10 ^ (- 25) Dżul razy metry (J m) i dzieląc to przez długość fali (co odpowiada 9,11 x 10 ^ (- 8) m), otrzymujesz 2,182 x 10 ^ (- 18) J. Jest to pierwsza energia jonizacji atomu wodoru.
Krok 5
Pomnóż energię jonizacji przez liczbę Avogadro, co da liczbę cząstek w jednym molu substancji. Mnożenie 2,182 x 10 ^ (- 18) J przez 6,022 x 10 ^ (23) daje w wyniku 1,312 x 10 ^ 6 J na mol (J / mol) lub 1,312 kJ / mol, jak to zwykle zapisuje się w chemia.