เนื้อหา
ชุด Balmer เป็นการกำหนดเส้นสเปกตรัมของการปล่อยอะตอมไฮโดรเจน เส้นสเปกตรัมเหล่านี้ซึ่งเป็นโปรตอนที่ปล่อยออกมาในสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้เกิดขึ้นจากพลังงานที่จำเป็นในการกำจัดอิเล็กตรอนออกจากอะตอมเรียกว่าพลังงานไอออไนเซชัน เนื่องจากอะตอมของไฮโดรเจนมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวพลังงานที่ต้องใช้ในการกำจัดมันจึงเรียกว่าพลังงานไอออไนเซชันแรก (อย่างไรก็ตามในกรณีของไฮโดรเจนจะไม่มีวินาที) สามารถคำนวณได้จากชุดขั้นตอนเล็ก ๆ
ขั้นตอนที่ 1
กำหนดสถานะพลังงานเริ่มต้นและขั้นสุดท้ายของอะตอมและค้นหาความแตกต่างของการผกผัน สำหรับระดับไอออไนเซชันแรกสถานะพลังงานสุดท้ายจะไม่มีที่สิ้นสุดเนื่องจากอิเล็กตรอนถูกกำจัดออกจากอะตอมดังนั้นค่าผกผันของจำนวนนั้นคือ 0 สถานะพลังงานเริ่มต้นคือ 1 สถานะเดียวที่อะตอมของไฮโดรเจน สามารถมีได้และค่าผกผันของ 1 คือ 1 ความแตกต่างระหว่าง 1 และ 0 คือ 1
ขั้นตอนที่ 2
คูณค่าคงที่ Rydberg (ตัวเลขสำคัญในทฤษฎีอะตอม) ซึ่งมีค่า 1.097 x 10 ^ (7) ต่อเมตร (1 / m) โดยความแตกต่างของค่าผกผันของระดับพลังงานซึ่งในกรณีนี้คือ 1 จะให้ค่าดั้งเดิมของค่าคงที่ Rydberg
ขั้นตอนที่ 3
คำนวณผกผันของผลลัพธ์ A นั่นคือหารหมายเลข 1 ด้วยผลลัพธ์ของ A ซึ่งจะให้ค่า 9.11 x 10 ^ (- 8) m; นี่คือความยาวคลื่นของการปล่อยสเปกตรัม
ขั้นตอนที่ 4
คูณค่าคงที่พลังค์ด้วยความเร็วแสงแล้วหารผลลัพธ์ด้วยความยาวคลื่นที่เปล่งออกมา การคูณค่าคงที่พลังค์ซึ่งเท่ากับ 6.626 x 10 ^ (- 34) จูลคูณวินาที (J s) ด้วยความเร็วแสงซึ่งเท่ากับ 3.00 x 10 ^ 8 เมตรต่อวินาที (m / s ) คุณจะได้ 1,988 x 10 ^ (- 25) จูลคูณเมตร (J m) และหารด้วยความยาวคลื่น (ซึ่งเทียบเท่ากับ 9.11 x 10 ^ (- 8) ม.) คุณจะได้ 2.182 x 10 ^ (- 18) J. นี่คือพลังงานไอออไนเซชันแรกของอะตอมไฮโดรเจน
ขั้นตอนที่ 5
คูณพลังงานไอออไนเซชันด้วยหมายเลข Avogadro ซึ่งจะทำให้จำนวนอนุภาคในหนึ่งโมลของสาร การคูณ 2.182 x 10 ^ (- 18) J ด้วย 6.022 x 10 ^ (23) ได้ผลลัพธ์ 1.312 x 10 ^ 6 จูลต่อโมล (J / mol) หรือ 1.312 กิโลจูล / โมลซึ่งโดยปกติจะเขียนเป็น เคมี.