Kaip apskaičiuoti pirmąją vandenilio atomo jonizavimo energiją, susijusią su Balmerio serija

„Balmer“ serija yra vandenilio atomo spinduliavimo spektro linijų žymėjimas. Šios spektro linijos (kurios yra fotonai, skleidžiami regimosios šviesos spektre) yra gaminamos iš energijos, reikalingos elektronui pašalinti iš atomo, vadinamos jonizacijos energija. Kadangi vandenilio atomas turi tik vieną elektroną, jonizacijos energija, reikalinga šiam elektronui pašalinti, vadinama pirmąja jonizacijos energija (o vandeniliui antrosios jonizacijos energijos nėra). Šią energiją galima apskaičiuoti atliekant trumpus žingsnius.

Nustatykite pradines ir galutines atomo energijos būsenas ir raskite jų inversijų skirtumą. Pirmajam jonizacijos lygiui galutinė energijos būsena yra begalybė (kadangi elektronas pašalinamas iš atomo), taigi šio skaičiaus atvirkštinė vertė yra 0. Pradinė energijos būsena yra 1 (vienintelė energetinė būsena, kurią gali turėti vandenilio atomas), o atvirkštinė 1 yra 1. Skirtumas tarp 1 ir 0 yra 1.

Padauginkite Rydbergo konstantą (svarbus skaičius atomų teorijoje), kurios vertė yra 1,097 x 10 ^ (7) metrui (1 / m) energijos lygių atvirkštinio skirtumo, kuris šiuo atveju yra 1. Tai suteikia pradinei Rydbergo konstantai.

Apskaičiuokite atvirkštinį rezultatą A (tai yra, padalykite skaičių 1 iš rezultato A). Tai suteikia 9,11 x 10 ^ (- 8) m. Tai spektrinės emisijos bangos ilgis.

Padauginkite Plancko konstantą iš šviesos greičio ir rezultatą padalykite iš spinduliavimo bangos ilgio. Padauginus Plancko konstantą, kurios vertė yra 6,626 x 10 ^ (- 34) džaulio sekundės (J s), iš šviesos greičio, kurio vertė yra 3,00 x 10 ^ 8 metrai per sekundė (m / s) suteikia 1,988 x 10 ^ (- 25) džaulio metrus (J m), o padalijus ją iš bangos ilgio (kurio vertė yra 9,11 x 10 ^ (- 8) m), gaunama 2,182 x 10 ^ ( -18) Dž. Tai yra pirmoji vandenilio atomo jonizacijos energija.

Padauginkite jonizacijos energiją iš Avogadro skaičiaus, kuris pateikia dalelių skaičių medžiagos molyje. Padauginus 2,182 x 10 ^ (- 18) J iš 6,022 x 10 ^ (23), gaunama 1,312 x 10 ^ 6 džauliai moliui (J / mol) arba 1312 kJ / mol, taip paprastai rašoma chemijoje.

  • Dalintis
instagram viewer