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La série Balmer est la désignation des raies spectrales des émissions d'atomes d'hydrogène. Ces raies spectrales, qui sont des protons émis dans le spectre de la lumière visible, sont produites à partir de l'énergie nécessaire pour retirer un électron d'un atome, appelée énergie d'ionisation. Parce que l'atome d'hydrogène n'a qu'un seul électron, l'énergie nécessaire pour l'éliminer est appelée la première énergie d'ionisation (cependant, dans le cas de l'hydrogène, il n'y a pas de seconde). Il peut être calculé par une série de petites étapes.
Étape 1
Déterminez les états énergétiques initial et final de l'atome et trouvez la différence de ses inverses. Pour le premier niveau d'ionisation, l'état d'énergie final est infini, puisque l'électron est retiré de l'atome, de sorte que l'inverse de ce nombre est 0. L'état d'énergie initial est 1, le seul état que l'atome d'hydrogène peut avoir, et l'inverse de 1 est 1. La différence entre 1 et 0 est 1.
Étape 2
Multipliez la constante de Rydberg (un nombre important en théorie atomique), qui a une valeur de 1,097 x 10 ^ (7) par mètre (1 / m), par la différence de l'inverse des niveaux d'énergie, qui dans ce cas est 1. Ce donnera la valeur d'origine de la constante de Rydberg.
Étape 3
Calculez l'inverse du résultat A, c'est-à-dire divisez le nombre 1 par le résultat de A. Cela donnera une valeur de 9,11 x 10 ^ (- 8) m; c'est la longueur d'onde de l'émission spectrale.
Étape 4
Multipliez la constante de Planck par la vitesse de la lumière et divisez le résultat par la longueur d'onde d'émission. Multipliant la constante de Planck, qui est 6,626 x 10 ^ (- 34) Joule fois secondes (J s) par la vitesse de la lumière, qui est de 3,00 x 10 ^ 8 mètres par seconde (m / s ), vous obtenez 1,988 x 10 ^ (- 25) Joule multiplié par les mètres (J m), et en divisant cela par la longueur d'onde (qui équivaut à 9,11 x 10 ^ (- 8) m), vous obtenez 2,182 x 10 ^ (- 18) J. C'est la première énergie d'ionisation de l'atome d'hydrogène.
Étape 5
Multipliez l'énergie d'ionisation par le nombre d'Avogadro, ce qui donnera le nombre de particules dans une mole de la substance. En multipliant 2,182 x 10 ^ (- 18) J par 6,022 x 10 ^ (23), cela donne 1,312 x 10 ^ 6 Joules par mol (J / mol), ou 1,312 kJ / mol, ce qui est généralement écrit en chimie.