Cómo calcular la primera energía de ionización del átomo de hidrógeno relacionado con la serie de Balmer

Escrito por thomas bourdin | Traducido por juan manuel rodriguez
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Cómo calcular la primera energía de ionización del átomo de hidrógeno relacionado con la serie de Balmer
La serie de Balmer describe la emisión de energía de los diferentes átomos. (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

La serie de Balmer es la designación para las líneas espectrales de emisión del átomo de hidrógeno. Estas líneas espectrales (que son fotones emitidos en el espectro de luz visible) se producen a partir de la energía requerida para quitar un electrón de un átomo, llamada energía de ionización. Dado que el átomo de hidrógeno sólo tiene un electrón, la energía de ionización necesaria para eliminar este electrón se llama la primera energía de ionización (y para el hidrógeno, no hay segunda energía de ionización). Esta energía se puede calcular en una serie de pasos cortos.

Nivel de dificultad:
Moderadamente difícil

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Instrucciones

  1. 1

    Determina los estados de energía inicial y final del átomo y encuentra la diferencia de sus inversos. Para el nivel de ionización primero, el estado final de energía es infinito (desde que el electrón se retira del átomo), por lo que el inverso de este número es 0. El estado de energía inicial es 1 (la energía sólo declara el átomo de hidrógeno que puede tener) y la inversa de 1 es 1. La diferencia entre 1 y 0 es 1.

  2. 2

    Multiplica la constante de Rydberg (un número importante en la teoría atómica), que tiene un valor de 1,097 x 10^(7) por metro (1/m) por la diferencia de la inversa de los niveles de energía, que en este caso es 1 Esto proporciona la constante de Rydberg original.

  3. 3

    Calcula la inversa de un resultado (es decir, divide el número 1 por el resultado A) Esto da 9,11 x 10^(-8) m. Esta es la longitud de onda de la emisión espectral.

  4. 4

    Multiplica la constante de Planck por la velocidad de la luz, y divide el resultado por la longitud de onda de la emisión. Multiplicar la constante de Planck, la cual tiene un valor de 6,626 x 10^(-34) Joule segundos (J s), por la velocidad de la luz, que tiene un valor de 3,00 x 10^8 metros por segundo (m/s), da 1,988 x 10^(-25) Joule metros (J m), y dividir por la longitud de onda (que tiene un valor de 9,11 x 10^(-8) m) da 2,182 x 10^(-18) J. Esta es la primera energía de ionización del átomo de hidrógeno.

  5. 5

    Multiplica la energía de ionización por el número de Avogadro, que da el número de partículas en un mol de sustancia. Multiplicar 2,182 x 10^(-18) J por 6,022 x 10^(23) da 1,312 x 10^6 Joules por mol (J/mol), o 1312 kJ/mol, que es la forma en que se escribe comúnmente en química.

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