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La serie Balmer es la designación de las líneas espectrales de las emisiones de átomos de hidrógeno. Estas líneas espectrales, que son protones emitidos en el espectro de luz visible, se producen a partir de la energía necesaria para eliminar un electrón de un átomo, llamada energía de ionización. Debido a que el átomo de hidrógeno tiene solo un electrón, la energía requerida para eliminarlo se denomina primera energía de ionización (sin embargo, en el caso del hidrógeno, no hay una segunda). Se puede calcular mediante una serie de pequeños pasos.
Paso 1
Determine los estados de energía inicial y final del átomo y encuentre la diferencia de sus inversos. Para el primer nivel de ionización, el estado de energía final es infinito, ya que el electrón se elimina del átomo, por lo que el inverso de ese número es 0. El estado de energía inicial es 1, el único estado en el que el átomo de hidrógeno puede tener, y el inverso de 1 es 1. La diferencia entre 1 y 0 es 1.
Paso 2
Multiplique la constante de Rydberg (un número importante en teoría atómica), que tiene un valor de 1.097 x 10 ^ (7) por metro (1 / m), por la diferencia en el inverso de los niveles de energía, que en este caso es 1. Este dará el valor original de la constante de Rydberg.
Paso 3
Calcule el inverso del resultado A, es decir, divida el número 1 por el resultado de A. Esto dará un valor de 9.11 x 10 ^ (- 8) m; esta es la longitud de onda de la emisión espectral.
Paso 4
Multiplique la constante de Planck por la velocidad de la luz y divida el resultado por la longitud de onda de emisión. Multiplicando la constante de Planck, que es 6.626 x 10 ^ (- 34) Joule por segundos (J s) por la velocidad de la luz, que es 3.00 x 10 ^ 8 metros por segundo (m / s ), obtiene 1,988 x 10 ^ (- 25) Joule por metros (J m), y dividiendo eso por la longitud de onda (que es equivalente a 9.11 x 10 ^ (- 8) m), obtiene 2.182 x 10 ^ (- 18) J. Esta es la primera energía de ionización del átomo de hidrógeno.
Paso 5
Multiplique la energía de ionización por el número de Avogadro, lo que dará como resultado el número de partículas en un mol de la sustancia. Multiplicar 2.182 x 10 ^ (- 18) J por 6.022 x 10 ^ (23), da como resultado 1.312 x 10 ^ 6 Julios por mol (J / mol), o 1.312 kJ / mol, que es como se escribe generalmente en química.