المحتوى
سلسلة Balmer هي تسمية للخطوط الطيفية لانبعاثات ذرة الهيدروجين. هذه الخطوط الطيفية ، وهي بروتونات تنبعث في طيف الضوء المرئي ، يتم إنتاجها من الطاقة اللازمة لإزالة إلكترون من الذرة ، تسمى طاقة التأين. نظرًا لأن ذرة الهيدروجين تحتوي على إلكترون واحد فقط ، فإن الطاقة المطلوبة لإزالتها تسمى طاقة التأين الأولى (ومع ذلك ، في حالة الهيدروجين ، لا يوجد ثانية). يمكن حسابه من خلال سلسلة من الخطوات الصغيرة.
الخطوة 1
حدد حالات الطاقة الأولية والنهائية للذرة وأوجد فرق مقلوبها. بالنسبة لمستوى التأين الأول ، تكون حالة الطاقة النهائية غير محدودة ، حيث يتم إزالة الإلكترون من الذرة ، بحيث يكون معكوس هذا الرقم 0. حالة الطاقة الأولية هي 1 ، الحالة الوحيدة التي تكون فيها ذرة الهيدروجين يمكن أن يكون ، وعكس 1 هو 1. الفرق بين 1 و 0 هو 1.
الخطوة 2
اضرب ثابت Rydberg (رقم مهم في النظرية الذرية) ، والذي تبلغ قيمته 1.097 × 10 ^ (7) لكل متر (1 / م) ، في الفرق في معكوس مستويات الطاقة ، والذي في هذه الحالة هو 1. هذا سيعطي القيمة الأصلية لثابت Rydberg.
الخطوه 3
احسب معكوس النتيجة أ ، أي قسمة الرقم 1 على نتيجة أ. هذا سيعطي قيمة 9.11 × 10 ^ (- 8) م ؛ هذا هو الطول الموجي للانبعاث الطيفي.
الخطوة 4
اضرب ثابت بلانك في سرعة الضوء واقسم الناتج على طول موجة الانبعاث. ضرب ثابت بلانك ، وهو 6.626 × 10 ^ (- 34) جول مضروبة بالثواني (J s) في سرعة الضوء ، وهي 3.00 × 10 ^ 8 أمتار في الثانية (م / ث) ) ، ستحصل على 1،988 × 10 ^ (- 25) جول مضروبة في المتر (J m) ، وبقسمة ذلك على الطول الموجي (الذي يعادل 9.11 × 10 ^ (- 8) م) ، تحصل على 2.182 × 10 ^ (- 18) J. هذه هي طاقة التأين الأولى لذرة الهيدروجين.
الخطوة الخامسة
اضرب طاقة التأين في رقم أفوجادرو ، والذي سينتج عنه عدد الجزيئات في مول واحد من المادة. بضرب 2.182 x 10 ^ (- 18) J في 6.022 x 10 ^ (23) ، ينتج عنه 1.312 x 10 ^ 6 جول لكل مول (J / mol) ، أو 1.312 kJ / mol ، وهي الطريقة التي تُكتب بها عادةً كيمياء.