Зміст
Серія Бальмера - це позначення спектральних ліній викидів атомів водню. Ці спектральні лінії, які є протонами, випромінюваними у спектрі видимого світла, виробляються з енергії, необхідної для видалення електрона з атома, що називається енергією іонізації. Оскільки атом водню має лише один електрон, енергія, необхідна для його видалення, називається першою енергією іонізації (однак у випадку водню другого немає). Це можна обчислити через ряд невеликих кроків.
Крок 1
Визначте початковий та кінцевий енергетичні стани атома та знайдіть різницю його обернених значень. Для першого рівня іонізації кінцевий енергетичний стан нескінченний, оскільки електрон вилучається з атома, так що обернена до цього числа дорівнює 0. Початковий енергетичний стан дорівнює 1, єдиний стан, що атом водню може мати, а обернене до 1 дорівнює 1. Різниця між 1 і 0 дорівнює 1.
Крок 2
Помножте константу Ридберга (важливе число в атомній теорії), яка має значення 1,097 х 10 ^ (7) на метр (1 / м), на різницю, обернену до рівнів енергії, яка в даному випадку дорівнює 1. Це дасть вихідне значення константи Ридберга.
Крок 3
Обчисліть обернений результат А, тобто розділіть число 1 на результат А. Це дасть значення 9,11 х 10 ^ (- 8) м; це довжина хвилі спектрального випромінювання.
Крок 4
Помножте константу Планка на швидкість світла і поділіть результат на довжину хвилі випромінювання. Помноживши константу Планка, яка дорівнює 6,626 х 10 ^ (- 34) Джоуль в секундах (Дж с) на швидкість світла, яка становить 3,00 х 10 ^ 8 метрів в секунду (м / с ), ви отримуєте 1988 х 10 ^ (- 25) Джоуль у метрах (Дж м), і діливши це на довжину хвилі (що еквівалентно 9,11 х 10 ^ (- 8) м), ви отримуєте 2,182 х 10 ^ (- 18) Дж. Це перша енергія іонізації атома Гідрогену.
Крок 5
Помножте енергію іонізації на число Авогадро, що призведе до кількості частинок в одному молі речовини. Помноживши 2,182 х 10 ^ (- 18) Дж на 6,022 х 10 ^ (23), вийде 1,312 х 10 ^ 6 джоулів на моль (Дж / моль) або 1,312 кДж / моль, як це зазвичай пишеться в хімія.