Obsah
Série Balmer je označení pro spektrální čáry emisí atomů vodíku. Tyto spektrální čáry, které jsou protony emitované ve spektru viditelného světla, se vyrábějí z energie potřebné k odstranění elektronu z atomu, který se nazývá ionizační energie. Protože atom vodíku má pouze jeden elektron, energie potřebná k jeho odstranění se nazývá první ionizační energie (v případě vodíku však neexistuje ani sekunda). Lze jej vypočítat pomocí řady malých kroků.
Krok 1
Určete počáteční a konečný energetický stav atomu a najděte rozdíl jeho inverzí. Pro první ionizační hladinu je konečný energetický stav nekonečný, protože elektron je odstraněn z atomu, takže inverze tohoto čísla je 0. Počáteční energetický stav je 1, jediný stav, který atom vodíku může mít a inverzní k 1 je 1. Rozdíl mezi 1 a 0 je 1.
Krok 2
Vynásobte Rydbergovu konstantu (důležité číslo v atomové teorii), která má hodnotu 1,097 x 10 ^ (7) na metr (1 / m), rozdílem v inverzi energetických hladin, která je v tomto případě 1. Toto dá původní hodnotu Rydbergovy konstanty.
Krok 3
Vypočítejte inverzní funkci výsledku A, tj. Vydělte číslo 1 výsledkem A. Získáte hodnotu 9,11 x 10 ^ (- 8) m; toto je vlnová délka spektrální emise.
Krok 4
Vynásobte Planckovu konstantu rychlostí světla a vydělte výsledek emisní vlnovou délkou. Vynásobení Planckovy konstanty, která je 6,626 x 10 ^ (- 34) Joule krát sekund (J s), rychlostí světla, která je 3,00 x 10 ^ 8 metrů za sekundu (m / s) ), získáte 1,988 x 10 ^ (- 25) Joulů krát metrů (J m) a vydělením této vlnovou délkou (což odpovídá 9,11 x 10 ^ (- 8) m) získáte 2,182 x 10 ^ (- 18) J. Toto je první ionizační energie atomu vodíku.
Krok 5
Vynásobte ionizační energii číslem Avogadro, což povede k počtu částic v jednom molu látky. Vynásobením 2,182 x 10 ^ (- 18) J číslem 6,022 x 10 ^ (23) získáte 1,312 x 10 ^ 6 joulů na mol (J / mol) nebo 1,312 kJ / mol, což je způsob, jakým se obvykle píše chemie.