발머 시리즈와 관련된 수소 원자의 첫 번째 이온화 에너지를 계산하는 법

작가: Marcus Baldwin
창조 날짜: 16 6 월 2021
업데이트 날짜: 22 십일월 2024
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원자의 스펙트럼과 에너지 양자화 / 물리학1
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Balmer 시리즈는 수소 원자 방출의 스펙트럼 선에 대한 지정입니다. 가시 광선 스펙트럼에서 방출되는 양성자 인이 스펙트럼 선은 이온화 에너지라고하는 원자에서 전자를 제거하는 데 필요한 에너지에서 생성됩니다. 수소 원자는 단 하나의 전자만을 가지고 있기 때문에이를 제거하는 데 필요한 에너지를 첫 번째 이온화 에너지라고 부릅니다. 그러나 수소의 경우에는 초가 없습니다. 일련의 작은 단계를 통해 계산할 수 있습니다.


지침

Balmer 시리즈는 다른 원자들로부터의 에너지 방출을 묘사한다. (Jupiterimages / Photos.com / 게티 이미지)
  1. 원자의 초기 및 최종 에너지 상태를 결정하고 그 역의 차이를 찾아라. 첫 번째 수준의 이온화의 경우, 전자가 원자에서 제거되어 그 수의 역수가 0이되므로 최종 에너지 상태는 무한합니다. 초기 에너지 상태는 1이며 수소 원자 가질 수 있고 1의 역함수는 1입니다. 1과 0의 차이는 1입니다.

  2. 에너지 레벨의 역수의 차이 (이 경우 1)에 의해 미터당 (1 / m) 당 1,097 x 10 ^ (7)의 값을 갖는 Rydberg 상수 (원자 이론에서 중요한 번호)를 곱합니다. Rydberg의 원래 값을 일정하게 유지합니다.

  3. 결과 A의 역함수를 계산하십시오. 즉, 숫자 1을 A의 결과로 나눕니다. 이것은 9.11 x 10 ^ (- 8) m의 값을 줄 것입니다. 이것은 스펙트럼 방출의 파장입니다.

  4. 플랑크 상수에 빛의 속도를 곱하여 결과를 방출 파장으로 나눕니다. 6,626 x 10 ^ (-34) Joule times times (J s)의 값을 갖는 플랑크 상수에 빛의 속도를 곱하면 3.00 x 10 ^ 8m / s (m / s ), 우리는 1.988 x 10 ^ (- 25) Joule times meters (J m)를 구하고이를 파장 (9.11 x 10 ^ (- 8) m과 동일)으로 나눔으로써 2.182 x 10 ^ (-18) J 이것은 수소 원자의 첫 번째 이온화 에너지이다.

  5. 이온화 에너지에 아보가드로의 수를 곱하면 물질 1 몰에 입자 수가 증가합니다. 6.022 x 10 ((23))을 곱하면 2,182 x 10 ((-18) J)을 곱하면 1.312 x 106 줄 / 몰 (J / mol) 또는 1312 kJ / 몰이된다. 화학.