كيفية حساب طاقة التأين الأولى لذرة الهيدروجين المتعلقة بسلسلة Balmer

سلسلة Balmer هي تسمية للخطوط الطيفية للانبعاثات من ذرة الهيدروجين. يتم إنتاج هذه الخطوط الطيفية (وهي فوتونات تنبعث في طيف الضوء المرئي) من الطاقة المطلوبة لإزالة إلكترون من الذرة ، تسمى طاقة التأين. نظرًا لأن ذرة الهيدروجين تحتوي على إلكترون واحد فقط ، فإن طاقة التأين المطلوبة لإزالة هذا الإلكترون تسمى طاقة التأين الأولى (وبالنسبة للهيدروجين ، لا توجد طاقة تأين ثانية). يمكن حساب هذه الطاقة في سلسلة من الخطوات القصيرة.

أوجد حالات الطاقة الأولية والنهائية للذرة وإيجاد الفرق بين مقلوبها. بالنسبة لمستوى التأين الأول ، تكون حالة الطاقة النهائية هي اللانهاية (حيث يتم إزالة الإلكترون من الذرة) ، وبالتالي فإن معكوس هذا الرقم هو 0. حالة الطاقة الأولية هي 1 (حالة الطاقة الوحيدة التي يمكن أن تمتلكها ذرة الهيدروجين) وعكس 1 هو 1. الفرق بين 1 و 0 هو 1.

اضرب ثابت Rydberg (رقم مهم في النظرية الذرية) ، والذي تبلغ قيمته 1.097 x 10 ^ (7) لكل متر (1 / م) بفرق معكوس مستويات الطاقة ، وهو في هذه الحالة 1. هذا يعطي ثابت Rydberg الأصلي.

احسب معكوس النتيجة أ (أي قسّم الرقم 1 على النتيجة أ). هذا يعطي 9.11 × 10 ^ (- 8) م. هذا هو الطول الموجي للانبعاث الطيفي.

اضرب ثابت بلانك في سرعة الضوء ، واقسم الناتج على طول موجة الانبعاث. ضرب ثابت بلانك ، الذي تبلغ قيمته 6.626 × 10 ^ (- 34) جول ثانية (J s) في سرعة الضوء ، والتي تبلغ قيمتها 3.00 × 10 ^ 8 أمتار لكل الثانية (م / ث) تعطي 1.988 × 10 ^ (- 25) جول متر (J م) ، وقسمة ذلك على الطول الموجي (الذي تبلغ قيمته 9.11 × 10 ^ (- 8) م) يعطي 2.182 × 10 ^ ( -18) ج. هذه هي طاقة التأين الأولى لذرة الهيدروجين.

اضرب طاقة التأين في عدد أفوجادرو الذي يعطي عدد الجسيمات في مول من المادة. ضرب 2.182 x 10 ^ (- 18) J في 6.022 x 10 ^ (23) يعطي 1.312 x 10 ^ 6 جول لكل مول (J / mol) ، أو 1312 kJ / mol ، وهي الطريقة الشائعة في كتابتها في الكيمياء.

  • يشارك
instagram viewer