Saturs
Balmera sērija ir ūdeņraža atoma emisijas spektrālo līniju apzīmējums. Šīs spektra līnijas, kas ir protoni, kas izstaro redzamās gaismas spektrā, tiek ražoti no enerģijas, kas nepieciešama, lai atomu atdalītu elektronu, ko sauc par jonizācijas enerģiju. Tā kā ūdeņraža atomam ir tikai viens elektrons, tā noņemšanai nepieciešamo enerģiju sauc par pirmo jonizācijas enerģiju (tomēr ūdeņraža gadījumā nav otras). To var aprēķināt, veicot nelielu darbību sēriju.
1. solis
Nosakiet atoma sākotnējo un galīgo enerģijas stāvokli un atrodiet tā apgriezto vērtību starpību. Pirmajam jonizācijas līmenim enerģijas galīgais stāvoklis ir bezgalīgs, jo elektrons tiek atdalīts no atoma, tā ka šī skaitļa apgrieztā vērtība ir 0. Sākotnējais enerģijas stāvoklis ir 1, vienīgais stāvoklis, kurā ūdeņraža atoms var būt, un 1 apgrieztais skaitlis ir 1. Starpība starp 1 un 0 ir 1.
2. solis
Reiziniet Ridberga konstanti (svarīgs skaitlis atomu teorijā), kuras vērtība ir 1,097 x 10 ^ (7) uz metru (1 / m), ar enerģijas līmeņu apgrieztās vērtības starpību, kas šajā gadījumā ir 1. Šī ir sniegs Ridbergas konstantes sākotnējo vērtību.
3. solis
Aprēķiniet rezultāta A apgriezto vērtību, tas ir, daliet skaitli 1 ar rezultātu A. Tādējādi tiks iegūta vērtība 9,11 x 10 ^ (- 8) m; tas ir spektrālās emisijas viļņa garums.
4. solis
Reiziniet Plankas konstanti ar gaismas ātrumu un daliet rezultātu ar emisijas viļņa garumu. Reizinot Plankas konstanti, kas ir 6,626 x 10 ^ (- 34) Džoula reizes sekundes (J s), ar gaismas ātrumu, kas ir 3,00 x 10 ^ 8 metri sekundē (m / s) ), jūs saņemat 1 988 x 10 ^ (- 25) džoulu reizes metrus (J m), un, dalot to ar viļņa garumu (kas ir ekvivalents 9,11 x 10 ^ (- 8) m), iegūstat 2,182 x 10 ^ (- 18) J. Šī ir pirmā ūdeņraža atoma jonizācijas enerģija.
5. solis
Reiziniet jonizācijas enerģiju ar Avogadro skaitli, kā rezultātā vienā vielas molā būs daļiņu skaits. Reizinot 2,182 x 10 ^ (- 18) J ar 6,022 x 10 ^ (23), iegūst 1,312 x 10 ^ 6 džoulus uz mol (J / mol) vai 1,312 kJ / mol, kā tas parasti tiek rakstīts ķīmija.