Ποια είναι η μεταβολή της ενέργειας δΕ kilojoules ανά γραμμομόριο ατόμων υδρογόνου για μετάβαση ηλεκτρονίων από N6 σε N2;
1. Ο τύπος Rydberg
Ο τύπος Rydberg υπολογίζει την ενεργειακή αλλαγή για ηλεκτρονικές μεταβάσεις στο υδρογόνο:
`` `
1/λ =r (1/n₁2 - 1/n₂²)
`` `
Οπου:
* λ είναι το μήκος κύματος του εκπεμπόμενου ή απορροφημένου φωτός
* r είναι η σταθερά Rydberg (1.097 x 10⁷ m⁻)
* n₁ είναι το αρχικό επίπεδο ενέργειας (χαμηλότερη στάθμη ενέργειας)
* n₂ είναι το τελικό επίπεδο ενέργειας (υψηλότερο επίπεδο ενέργειας)
2. Υπολογίστε το μήκος κύματος (λ)
* n₁ =2 (αρχικό επίπεδο)
* n₂ =6 (τελικό επίπεδο)
Συνδέστε αυτές τις τιμές στον τύπο Rydberg:
`` `
1/λ =(1,097 x 10⁷ m⁻) (1/2² - 1/6²)
1/λ =2.438 x 10⁶ m⁻⁻
λ =4.10 x 10⁻⁷ m
`` `
3. Υπολογισμός ενέργειας (δΕ)
Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την ακόλουθη σχέση για να συσχετίσουμε το μήκος κύματος και την ενέργεια:
`` `
Δe =hc/λ
`` `
Οπου:
* h Είναι η σταθερά του Planck (6.626 x 10⁻³⁴ j ·s)
* C είναι η ταχύτητα του φωτός (2,998 x 10⁸ m/s)
* λ είναι το μήκος κύματος (υπολογίζεται παραπάνω)
Συνδέστε τις τιμές:
`` `
ΔΕ =(6.626 x 10⁻³⁴ jριο) (2.998 x 10⁸ m / s) / (4.10 x 10⁻⁷ m)
Δe =4.84 x 10⁻⁻ j j
`` `
4. Μετατρέψτε σε kJ/mol
* Μετατροπή j σε kj: Διαιρέστε κατά 1000
* Μετατροπή ανά άτομο σε ανά mole: Πολλαπλασιάστε με τον αριθμό του Avogadro (6.022 x 10² 3 άτομα/mol)
`` `
ΔΕ =(4.84 x 10⁻ ⁹ j) * (1 kJ/1000 j) * (6.022 x 10² ³ Άτομα/mol)
Δe ≈ 291 kJ/mol
`` `
Επομένως, η μεταβολή της ενέργειας (δΕ) για τη μετάβαση ηλεκτρονίων από n =6 σε n =2 σε άτομο υδρογόνου είναι περίπου 291 kJ/mol Αυτή είναι μια θετική τιμή, υποδεικνύοντας ότι η ενέργεια απορροφάται κατά τη διάρκεια αυτής της μετάβασης.
