बामर श्रृंखला से संबंधित हाइड्रोजन परमाणु की पहली आयनीकरण ऊर्जा की गणना कैसे करें

बामर श्रृंखला हाइड्रोजन परमाणु से उत्सर्जन की वर्णक्रमीय रेखाओं के लिए पदनाम है। ये वर्णक्रमीय रेखाएँ (जो दृश्य-प्रकाश स्पेक्ट्रम में उत्सर्जित फोटॉन हैं) एक परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा से उत्पन्न होती हैं, जिसे आयनीकरण ऊर्जा कहा जाता है। चूंकि हाइड्रोजन परमाणु में केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है, इस इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक आयनीकरण ऊर्जा को पहली आयनीकरण ऊर्जा कहा जाता है (और हाइड्रोजन के लिए, कोई दूसरी आयनीकरण ऊर्जा नहीं होती है)। इस ऊर्जा की गणना छोटे चरणों की एक श्रृंखला में की जा सकती है।

परमाणु की प्रारंभिक और अंतिम ऊर्जा अवस्थाएँ निर्धारित करें और उनके व्युत्क्रमों का अंतर ज्ञात करें। पहले आयनीकरण स्तर के लिए, अंतिम ऊर्जा अवस्था अनंत है (चूंकि परमाणु से इलेक्ट्रॉन हटा दिया जाता है), इसलिए इस संख्या का व्युत्क्रम 0 है। प्रारंभिक ऊर्जा अवस्था 1 है (हाइड्रोजन परमाणु की एकमात्र ऊर्जा अवस्था हो सकती है) और 1 का व्युत्क्रम 1 है। 1 और 0 के बीच का अंतर 1 है।

Rydberg स्थिरांक (परमाणु सिद्धांत में एक महत्वपूर्ण संख्या) को गुणा करें, जिसका मान 1.097 x. है 10^(7) प्रति मीटर (1/मी) ऊर्जा स्तरों के व्युत्क्रम के अंतर से, जो इस मामले में है 1. यह मूल Rydberg स्थिरांक देता है।

परिणाम A के व्युत्क्रम की गणना करें (अर्थात, संख्या 1 को परिणाम A से विभाजित करें)। यह 9.11 x 10^(-8) मीटर देता है। यह वर्णक्रमीय उत्सर्जन की तरंग दैर्ध्य है।

प्रकाश की गति से प्लैंक स्थिरांक को गुणा करें, और परिणाम को उत्सर्जन की तरंग दैर्ध्य से विभाजित करें। प्लैंक के स्थिरांक को गुणा करना, जिसका मान 6.626 x 10^(-34) जूल सेकंड (J s) है, प्रकाश की गति से, जिसका मान 3.00 x 10^8 मीटर प्रति है दूसरा (m/s) 1.988 x 10^(-25) जूल मीटर (Jm) देता है, और इसे तरंग दैर्ध्य (जिसका मान 9.11 x 10^(-8) m है) से विभाजित करने पर 2.182 x 10^( -18) जे। यह हाइड्रोजन परमाणु की पहली आयनीकरण ऊर्जा है।

अवोगाद्रो की संख्या से आयनन ऊर्जा को गुणा करें, जो पदार्थ के एक मोल में कणों की संख्या देता है। 2.182 x 10^(-18) J को 6.022 x 10^(23) से गुणा करने पर 1.312 x 10^6 जूल प्रति मोल (J/mol), या 1312 kJ/mol प्राप्त होता है, जिसे आमतौर पर रसायन शास्त्र में लिखा जाता है।

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