Πώς θα μπορούσαμε να μετρήσουμε τη θερμότητα μιας αντίδρασης; Θα πρέπει να βρούμε τη θερμότητα που απελευθερώνεται ή απορροφάται από μια ουσία

Σχετικά έγγραφα
Γραμμικά φάσματα εκπομπής

Πώς θα μπορούσαμε να μετρήσουμε τη θερμότητα μιας αντίδρασης; Θα πρέπει να βρούμε τη θερμότητα που απελευθερώνεται ή απορροφάται από μια ουσία

ΙΙ» ΜΑΘΗΜΑ: «ΧΗΜΕΙΑ. Διδάσκουσα: ΣΟΥΠΙΩΝΗ ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Β ΕΞΑΜΗΝΟ (ΕΑΡΙΝΟ)

ΜΑΘΗΜΑ: «ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ»

ΧΗΜΕΙΑ» ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ ΜΑΘΗΜΑ: «ΓΕΝΙΚΗ. Διδάσκουσα: ΣΟΥΠΙΩΝΗ Α ΕΞΑΜΗΝΟ (ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ)

Η θεωρία του Bohr (Ατομικά φάσματα)

ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΜΕ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ Γραμμομοριακή συγκέντρωση διαλυμάτων

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

ιστοσελίδα μαθήματος

Κεφάλαιο 37 Αρχική Κβαντική Θεωρία και Μοντέλα για το Άτομο. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

είναι τα μήκη κύματος του φωτός αυτού στα δύο υλικά αντίστοιχα, τότε: γ. 1 Β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6)

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

Το φως διαδίδεται σε όλα τα οπτικά υλικά μέσα με ταχύτητα περίπου 3x10 8 m/s.

ΠΡΟΤΥΠΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

Χημεία Γ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης

ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ. Είδη ενέργειας ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΜΟΡΙΩΝ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΑΤΟΜΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ ΤΟΥ BOHR

PLANCK 1900 Προκειμένου να εξηγήσει την ακτινοβολία του μέλανος σώματος αναγκάστηκε να υποθέσει ότι η ακτινοβολία εκπέμπεται σε κβάντα ενέργειας που

PLANCK 1900 Προκειμένου να εξηγήσει την ακτινοβολία του μέλανος σώματος αναγκάστηκε να υποθέσει ότι η ακτινοβολία εκπέμπεται σε κβάντα ενέργειας που

ΟΡΟΣΗΜΟ ΘΕΜΑ Δ. Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό c 0 = 3 10, η σταθερά του Planck J s και για το φορτίο του ηλεκτρονίου 1,6 10 C.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ II. ΤΟ ΦΩΣ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ BOHR Ν. ΜΠΕΚΙΑΡΗΣ

3. Υπολογισμοί με Χημικούς Τύπους και Εξισώσεις

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ: Τα άτομα έχουν διακριτές ενεργειακές στάθμες ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΦΑΣΜΑΤΑ

ΧΗΜΕΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. Θερμοχημεία, είναι ο κλάδος της χημείας που μελετά τις μεταβολές ενέργειας που συνοδεύουν τις χημικές αντιδράσεις.

ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ. Θέμα B

ΦΑΣΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

ΘΕΜΑ Β Β.1 Α) Μονάδες 4 Μονάδες 8 Β.2 Α) Μονάδες 4 Μονάδες 9

Γ ΚΥΚΛΟΣ ΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΤΙΚΩΝ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΩΝ Προτεινόμενα Θέματα Γ ΓΕΛ Φεβρουάριος Φυσική ΘΕΜΑ Α

Από τι αποτελείται το Φως (1873)

Ατομική Φυσική. Η Φυσική των ηλεκτρονίων και των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων.

2.2 Θερμιδόμετρι α- Νό μόι Θερμόχήμει ας

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 η - ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 14/09/2014 ΘΕΜΑ Α

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

Θερμόχήμεία Κεφάλαιό 2 ό

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ. β. ανιχνεύεται με τους φωρατές υπερύθρου.

τα βιβλία των επιτυχιών

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 2: Κβαντομηχανική προσέγγιση του ατόμου

ΧΗΜΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ I (Ar, Mr, mol, N A, V m, νόμοι αερίων)

5. ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ

Ατομική Φυσική. Η Φυσική των ηλεκτρονίων και των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων.

ΠΡΟΤΥΠΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή:

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Κων/νος Θέος 1

Μονάδες Η υπεριώδης ακτινοβολία. α. με πολύ μικρό μήκος κύματος δεν προκαλεί βλάβες στα κύτταρα του δέρματος. β. δεν προκαλεί φθορισμό.

ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ Δημήτρης Παπαδόπουλος, χημικός Βύρωνας, 2015

Κεφάλαιο 7. Κβαντική Θεωρία του Ατόμου

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: MED808 Π. Παπαγιάννης

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΕΡΓΑΣΙΑ 4-ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ

(Β' Τάξη Εσπερινού) Έργο Ενέργεια

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

Κβαντοφυσική. 3 ο Μέρος : ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΡΙΟΤΗΤΕΣ. Διακριτά Φάσματα Εκπομπής. Η φυσική των πολύ μικρών στοιχείων με τις μεγάλες εφαρμογές

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014 ÊÏÑÕÖÁÉÏ ÅÕÏÓÌÏÓ

02. Στοιχεία - άτομα ισότοπα. Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής - ΣΑΕΤ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

και προσπίπτει σε ακίνητο άτομο υδρογόνου που αρχικά βρίσκεται στη θεμελιώδη κατάσταση.

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

ΤΕΣΤ 30 ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΓΝΩΣΤΙΚΟΥ ΧΗΜΕΙΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 29 ΜΑΙΟΥ 2004

ΤΕΣΤ ΧΗΜΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ (Τ.5.1Α).1Α)

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Μονάδες Η υπεριώδης ακτινοβολία. α. με πολύ μικρό μήκος κύματος δεν προκαλεί βλάβες στα κύτταρα του δέρματος. β. δεν προκαλεί φθορισμό.

4.2 Παρα γοντες που επηρεα ζουν τη θε ση χημικη ς ισορροπι ας - Αρχη Le Chatelier

6. Ατομικά γραμμικά φάσματα

Όλα τα θέματα των εξετάσεων έως και το 2014 σε συμβολή, στάσιμα, ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ανάκλαση - διάθλαση Η/Μ ΚΥΜΑΤΑ. Ερωτήσεις Πολλαπλής επιλογής

Μονάδες Το γραμμικό φάσμα του ατόμου του υδρογόνου ερμηνεύεται με

Ο πυρήνας του ατόμου

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2006 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2006 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 24 ΜΑΪΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ 2/6/2005 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

A2. Ποια τετράδα κβαντικών αριθμών είναι αδύνατη: α. (4, 2, -1, +½) β. (2, 0, 1, -½) γ. (3, 1, 0, -½) δ. (4, 3, -2, +½) Μονάδες 5

Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με λ [ m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev.

Μια εισαγωγή στις Ακτίνες Χ. Πηγές ακτίνων Χ Φάσματα ακτίνων Χ O νόμος του Moseley Εξασθένηση ακτινοβολίας ακτίνων Χ

προς τα θετικά του x άξονα. Ως κύμα η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (άρα και το φως) ικανοποιούν τη βασική εξίσωση των κυμάτων, δηλαδή: c = λf (1)

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β )

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝ. ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο.

2015 ii. iii. 8 ii. iii. 9

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ:

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Δ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 24 ΜΑΪΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΘΕΜΑΤΑ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ 1. Το χρώμιο έχει τέσσερα φυσικά ισότοπα με τις εξής κλασματικές αφθονίες και ατομικές μάζες: 50 Cr, 4,35%, 49,9461 amu

Οργανική Χημεία. Κεφάλαια 12 &13: Φασματοσκοπία μαζών και υπερύθρου

Κεφάλαιο 39 Κβαντική Μηχανική Ατόμων

ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α1 Α4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 14 ΙΟΥΝΙΟΥ 2000 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6)

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/11/2013

Σ Τ Ο Ι Χ Ε Ι Ο Μ Ε Τ Ρ Ι Α

Transcript:

Πώς θα μπορούσαμε να μετρήσουμε τη θερμότητα μιας αντίδρασης; Η μέτρηση των ποσοτήτων θερμότητας που υπεισέρχονται στα διάφορα φυσικοχημικά φαινόμενα ονομάζεται θερμιδομετρία και το όργανο που χρησιμοποιείται για το σκοπό αυτό θερμιδόμετρο. Θα πρέπει να βρούμε τη θερμότητα που απελευθερώνεται ή απορροφάται από μια ουσία

Μέτρηση θερμότητας μιας αντίδρασης Για τον υπολογισμό ποσοτήτων θερμότητας, που απελευθερώνονται ή απορροφούνται από μια ουσία, χρησιμοποιείται η εξίσωση της θερμιδομετρίας: q = C Δt και Θερμοχωρητικότητα (C) της ουσίας: το ποσόν θερμότητας που απαιτείται για να ανεβάσει τη θερμοκρασία ενός δείγματος της ουσίας κατά ένα βαθμό Κελσίου (ή ένα κέλβιν) Γραμμομοριακή θερμοχωρητικότητα: η θερμοχωρητικότητα για ένα mole ουσίας [σε J / (mol ο C) ] π.χ., Η 2 Ο: 75,3 J / (mol ο C) (σε J / ο C), όπου: Δt = t f t i Ειδική θερμοχωρητικότητα (ή ειδική θερμότητα, s): το ποσόν θερμότητας που απαιτείται για να ανεβάσει τη θερμοκρασία ενός γραμμαρίου ουσίας κατά ένα βαθμό Κελσίου (ή ένα κέλβιν) q = s m Δt, σε J / (g ο C), π.χ., Η 2 Ο: 4,18 J / (g ο C)

Άσκηση 6.6 Συσχέτιση θερμότητας και ειδικής θερμότητας Ο μεταλλικός σίδηρος έχει ειδική θερμότητα 0,449 J/(g ο C). Πόση θερμότητα θα μεταφερθεί σε ένα κομμάτι σιδήρου μάζας 5,00 g και αρχικής θερμοκρασίας 20,0 ο C, όταν αυτό τοποθετηθεί σε ένα δοχείο που περιέχει νερό που βράζει. Υποθέστε ότι η θερμοκρασία του νερού είναι 100,0 ο C και ότι το νερό διατηρείται σε αυτή τη θερμοκρασία, η οποία είναι και η τελική θερμοκρασία του σιδήρου.

Θερμιδόμετρα: Όργανα για τη μέτρηση της θερμότητας μιας αντίδρασης Ένα απλό θερμιδόμετρο από δύο ποτήρια του καφέ, (σταθερής πίεσης) Θερμόμετρο NaOH(aq) HCl(aq) 2 πολυστυρολικά ποτήρια του καφέ Το εξωτερικό ποτήρι βοηθά στη μόνωση του μίγματος της αντίδρασης από το περιβάλλον. Αφού προσθέσουμε τα αντιδρώντα στο εσωτερικό ποτήρι, καλύπτουμε το θερμιδόμετρο για να ελαττώσουμε τις απώλειες θερμότητας από εξάτμιση και μεταφορά. Η θερμότητα αντίδρασης προσδιορίζεται από την παρατηρούμενη άνοδο ή πτώση της θερμοκρασίας.

Θερμόμετρο Μονωτικό περίβλημα Το θερμιδόμετρο βόμβας C(γραφίτης) + Ο 2 (g) CO 2 (g) Πηνίο ανάφλεξης + Δείγμα γραφίτη Αναδευτήρας Βαλβίδα Εισαγωγή αερίου Χαλύβδινη βόμβα Η θερμότητα μιας αντίδρασης που περιλαμβάνει αέρια (εδώ η θερμότητα καύσης του γραφίτη) προσδιορίζεται άνετα σε ένα ερμητικά κλειστό δοχείο που ονομάζεται βόμβα. Η αντίδραση ξεκινά με ανάφλεξη που προκαλείται ηλεκτρικά από το πηνίο που διέρχεται μέσα από το δείγμα του γραφίτη.

Άσκηση 6.7 Υπολογισμός της ΔΗ από θερμιδομετρικά δεδομένα Έστω ότι 33 ml HCl(aq) 1,20 M προσθέτονται σε 42 ml διαλύματος που περιέχει περίσσεια υδροξειδίου του νατρίου, NaOH, μέσα σε θερμιδόμετρο από ποτήρια του καφέ. Η θερμοκρασία του διαλύματος ανεβαίνει από τους 25,0 o C, που είναι στην αρχή, στους 31,8 o C. Δώστε τη μεταβολή της ενθαλπίας, ΔΗ, για την αντίδραση HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H 2 O( ) Εκφράστε την απάντηση σας υπό μορφή θερμοχημικής εξίσωσης. Για απλούστευση, υποθέστε ότι η θερμοχωρητικότητα και η πυκνότητα του τελικού διαλύματος στο ποτήρι είναι αυτές του νερού. (Σε εργασίες μεγαλύτερης ακρίβειας, οι τιμές αυτές πρέπει να προσδιορισθούν.) Υποθέστε επίσης ότι ο ολικός όγκος του διαλύματος είναι ίσος με το άθροισμα των όγκων του HCl(aq) και NaOH(aq).

Ενθαλπία (kj) Ο νόμος της άθροισης θερμοτήτων του Hess Για χημική εξίσωση που μπορεί να γραφεί σαν άθροισμα δύο ή περισσοτέρων σταδίων η μεταβολή της ενθαλπίας για τη συνολική αντίδραση ισούται με το άθροισμα των μεταβολών ενθαλπίας των μεμονωμένων σταδίων Αντιδρώντα 2 mol C(γραφίτης) + 2 mol O 2 (g) (3) ΔΗ Προϊόντα 3 = 221,0 kj 2 mol CO(g) + 1 mol O 2 (g) 2C(γραφίτης) + Ο 2 (g) 2CO (g) (2) ΔΗ 2 = +566,0 kj 2 mol CO 2 (g) (1) ΔΗ 1 = 787,0 kj Διάγραμμα ενθαλπίας για τη διασαφήνιση του νόμου του Hess Το διάγραμμα δείχνει δύο διαφορετικές πορείες για να πάμε από γραφίτη και Ο 2 (αντιδρώντα) σε CΟ (προϊόντα). Το να ακολουθήσουμε την πορεία των αντιδράσεων (1) και (2) είναι το ίδιο με το να πάμε απευθείας μέσω της αντίδρασης (3)!!

Άσκηση 6.8 Εφαρμογή του νόμου του Hess Μεταλλικό μαγγάνιο μπορεί να ληφθεί από αντίδραση διοξειδίου του μαγγανίου με αργίλιο. 4Al(s) + 3MnO 2 (s) 2Al 2 O 3 (s) + 3Mn(s) Πόση είναι η τιμή ΔΗ γι αυτή την αντίδραση; Χρησιμοποιείστε τα ακόλουθα δεδομένα: 2Al(s) + 3/2 O 2 (g) Al 2 O 3 (s) ΔH = 1676 kj Mn(s) + O 2 (g) MnO 2 (s) ΔH = 521 kj

Άσκηση 6.8 Θα εφαρμόσουμε τον νόμο του Hess για να βρούμε τη ΔΗ της αντίδρασης 4Al(s) + 3MnO 2 (s) 2Al 2 O 3 (s) + 3Mn(s) από τα δεδομένα των Εξισώσεων 1 και 2: 2Al(s) + 3/2O 2 (g) Al 2 O 3 (s) ΔH = 1676 kj (1) Mn(s) + O 2 (g) MnO 2 (s) ΔH = 521 kj (2) Αν πολλαπλασιάσουμε την Εξίσωση (1) επί 2, λαμβάνουμε 4Al(s) + 3O 2 (g) 2Al 2 O 3 (s) ΔH = 2 ( 1676 kj) = 3352 kj Επειδή η επιθυμητή εξίσωση έχει 3 MnO 2 στην αριστερή πλευρά, αντιστρέφουμε την Εξίσωση (2) και πολλαπλασιάζουμε επί 3 3MnO 2 (s) 3Mn(s) + 3O 2 (g) ΔH = 3 ( 521 kj) = 1563 kj Αν προσθέσουμε τις δύο τελευταίες εξισώσεις κατά μέλη, μαζί με τις αντίστοιχες τιμές ΔΗ, βρίσκουμε τη ΔΗ της επιθυμητής αντίδρασης: 4Al(s) + 3O 2 (g) 2Al 2 O 3 (s) 3MnO 2 (s) 3Mn(s) + 3O 2 (g) 4Al(s) + 3MnO 2 (s) 2Al 2 O 3 (s) + 3Mn(s) ΔH = 3352 kj ΔH = 1563 kj ΔH = 1789 kj

Πρότυπες ενθαλπίες σχηματισμού Πρότυπη θερμοδυναμική κατάσταση: 1 atm, 25 ο C Πρότυπη ενθαλπία αντίδρασης, ΔΗ ο : μεταβολή ενθαλπίας αντίδρασης όπου προϊόντα και αντιδρώντα βρίσκονται στις πρότυπες συνθήκες τους Αλλότροπο: μία από τις δύο ή περισσότερες μορφές ενός στοιχείου στην ίδια φυσική κατάσταση C(γραφίτης διαμάντι), S(ρομβικό μονοκλινές), Ο 2 Ο 3 Μορφή αναφοράς: η σταθερότερη μορφή του στοιχείου κάτω από πρότυπες θερμοδυναμικές συνθήκες, π.χ. [C(γραφίτης), Ο 2 ] Πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού, ΔΗ fο : η ΔΗ για το σχηματισμό ενός mole της ουσίας στην πρότυπη καταστατική μορφή της από τα στοιχεία της στις πρότυπες καταστάσεις τους 2Η 2 (g) + O 2 (g) 2H 2 O( ) ΔΗ f ο = 285,8 kj

Αλλοτροπικές μορφές του θείου S(ρομβικό), η σταθερή μορφή του S σε 25 ο C θέρμανση και ψύξη S(μονοκλινές), αλλοτροπική μορφή S (βελονοειδείς κρύσταλλοι) Οι ΔΗ f ο των στοιχείων (για τις μορφές αναφοράς) είναι μηδέν!

Πώς υπολογίζεται η ΔΗ ο μιας αντίδρασης από πρότυπες ενθαλπίες σχηματισμού Με εφαρμογή του νόμου του Hess προκύπτει ότι η πρότυπη μεταβολή ενθαλπίας, ΔΗ ο, μιας αντίδρασης δίνεται από τον τύπο ο o o Δ H n H f(προϊόντα) m H f(αντιδρώντα) Όπου: o H f = πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού μιας ουσίας (από κατάλληλο Πίνακα) Σ = άθροισμα γινομένων n, m = αριθμητικοί συντελεστές των ουσιών της χημικής εξίσωσης

Άσκηση 6.10 Υπολογισμός της ενθαλπίας αντίδρασης από πρότυπες ενθαλπίες σχηματισμού Υπολογίστε τη μεταβολή ενθαλπίας για την ακόλουθη αντίδραση: 3ΝΟ 2 (g) + H 2 O( ) 2HNO 3 (aq) + NO(g) Χρησιμοποιείστε πρότυπες ενθαλπίες σχηματισμού. Η αντίδραση, μαζί με τις τιμές ΔΗ f o κάτω από τους τύπους των ουσιών, είναι: 3ΝΟ 2 (g) + H 2 O( ) 2HNO 3 (aq) + NO(g) (33,2) ( 285,8) ( 206,6) (90,3) (kj) ο o o Δ H n H f(προϊόντα) m H f(αντιδρώντα) = [2 ΔΗ fo (HNO 3 ) + ΔΗ f o (NO)] [3 ΔΗ fo (NO 2 ) + ΔΗ fo (H 2 O)]

Άσκηση 6.11 Υπολογίστε την πρότυπη μεταβολή ενθαλπίας για την αντίδραση ενός υδατικού διαλύματος υδροξειδίου του βαρίου με ένα υδατικό διάλυμα νιτρικού αμμωνίου στους 25 ο C : Ba(OH) 2 (aq) + 2NH 4 NO 3 (aq) Ba(NO 3 ) 2 (aq) + 2NH 3 (g) + 2H 2 O( ) Χρησιμοποιήστε πρότυπες ενθαλπίες σχηματισμού.

Καύσιμα-τρόφιμα, καύσιμα του εμπορίου και καύσιμα πυραύλων Καύσιμο: Κάθε ουσία που καίγεται ή αντιδρά με παρόμοιο τρόπο, παρέχοντας θερμότητα και άλλες μορφές ενέργειας. Τα τρόφιμα ως καύσιμα Το σώμα μας παράγει ενέργεια από τρόφιμα κατά την ίδια συνολική διαδικασία που παράγουν και οι καύσεις. Οι καύσεις γλυκόζης και λίπους: C 6 H 12 O 6 (s) + 6O 2 (g) 6CΟ 2 (g) + 6H 2 O( ) ΔH o = 2803 kj 1 g γλυκόζης παρέχει 15,6 kj (3,73 kcal) θερμότητας C 45 H 86 O 6 (s) + 127/2O 2 (g) 45CΟ 2 (g) + 43H 2 O( ) ΔH o = 27820 kj 1 g τριμυριστικού εστέρα γλυκερίνης παρέχει 38,5 kj (9,20 kcal) θερμότ. Μέσες τιμές θερμίδων (kcal ή C) ανά γραμμάριο: υδατάνθρακες 4,0 kcal Λίπη 9,20 kcal

Ορυκτά καύσιμα Γαιάνθρακες, πετρέλαιο, φυσικό αέριο Σύγκριση θερμοτήτων καύσης, (τιμές καυσίμου ή θερμικές αποδόσεις): Σκληρός γαιάνθρακας (ανθρακίτης, 80% C): 30,6 kj/g C(γραφίτης) + O 2 (g) CΟ 2 (g) ΔH o = 393,5 kj 32,8 kj/g CΗ 4 + 2O 2 (g) CΟ 2 (g) + 2H 2 O( ) (φυσικό αέριο) ΔH o = 802 kj 50,1 kj/g C 8 Η 18 ( ) + 25/2O 2 (g) 8CΟ 2 (g) + 9H 2 O( ) (βενζίνη) ΔH o = 5074 kj 44,4 kj/g

Πηγές ενέργειας και κατανάλωση ενέργειας στις Η.Π.Α. (2009) ΟΡΥΚΤΑ ΚΑΥΣΙΜΑ Φυσικό αέριο: Αποθέματα περιορισμένα Γαιάνθρακες: αρκετά για μερικούς αιώνες Αεριοποίηση και υγροποίηση γαιανθράκων: C(s) + H 2 O(g) CO(g) + H 2 (g) (Αντίδραση υδραερίου) Πετρέλαιο: Έτος 2030: το 80% των αποθεμάτων πετρελαίου θα έχει εξαντληθεί. CΟ(g) + 3H 2 (g) CΗ 4 (g) + H 2 Ο(g) (Καταλυτική μετατροπή του υδραερίου σε μεθάνιο)

Καύσιμα πυραύλων Εκτόξευση του διαστημικού λεωφορείου Columbia. Το στερεό καύσιμο για τους ενισχυτικούς πυραύλους είναι ένα μίγμα σκόνης μεταλλικού αργιλίου και άλλων υλικών μαζί με υπερχλωρικό αμμώνιο ως οξειδωτικό. Καθώς τα καύσιμα καίγονται, σχηματίζεται ένα νέφος από οξείδιο του αργιλίου. Επίσης: Καύση υδρογόνου: H 2 (g) + 1/2Ο 2 (g) H 2 Ο(g) Καύση μεθανίου 50 kj/g Πρόγραμμα «Απόλλων»: Καύσιμα Η 2 ( ) + Ο 2 ( ), κηροζίνη + Ο 2 ( ) (44,1 kj/g), Ν 2 Η 4 ( ) + Ν 2 Ο 4 ( ) ΔΗ ο = 242 kj (120 kj/g)

Εναλλακτικά καύσιμα Biodiesel: Σύνολο καθαρών καυσίμων από φυσικές και ανανεώσιμες πηγές προς αντικατάσταση πετρελαίου diesel ή προσθήκη σε αυτό Μέθοδος παρασκευής Biodiesel : Μετεστεροποίηση των τριγλυκεριδίων φυτικών ελαίων (π.χ. ηλιανθέλαιου) με χρήση καταλύτη NaOH και περίσσειας CH 3 OH προς μίγμα μονοεστέρων και γλυκερόλης: Φυτικό έλαιο Μονοεστέρες Γλυκερόλη

Εναλλακτικά καύσιμα Παραγωγή συνθετικών υδατανθράκων από αέρα! (Από τη βρετανική εταιρεία Air Fuel Synthesis)

Εναλλακτικά καύσιμα Παραγωγή συνθετικών υδατανθράκων από τη θάλασσα! [Από το Εργαστήριο Θαλάσσιων Ερευνών (NRL) του Πολεμικού Ναυτικού των ΗΠΑ απομονώνουν διοξείδιο του άνθρακα και αέριο υδρογόνο από θαλασσινό νερό]

4. Η κβαντική θεωρία του ατόμου ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ: Η κυματική φύση του φωτός Κβαντικά φαινόμενα και φωτόνια Η θεωρία του Bohr για το άτομο του υδρογόνο Κβαντομηχανική Κβαντικοί αριθμοί και ατομικά τροχιακά

Η πορεία του ατομικού προτύπου Dalton (1803) Thomson (1904) (Θετικά και αρνητικά φορτία) Rutherford (1911) (Tο πυρηνικό άτομο) Bohr (1913) (Επίπεδα ενέργειας) Schrödinger (1926) (Ηλεκτρονικά νέφη) Από την εποχή του Dalton μέχρι τον Schrödinger, το ατομικό μας πρότυπο τροποποιήθηκε πολλές φορές.

Ατομικά Πρότυπα Ατομικό πρότυπο του Thomson («plum-pudding» model) Ατομικό πρότυπο του Rutherford («planet system» model)

Τα χρώματα των πυροτεχνημάτων Λίθιο Νάτριο Στρόντιο Ασβέστιο Δοκιμασίες φλόγας για στοιχεία των Ομάδων ΙΑ και ΙΙΑ Ένας δακτύλιος από σύρμα που φέρει μικρή ποσότητα δείγματος μεταλλικής ένωσης, τοποθετείται μέσα σε μια φλόγα.

Γραμμικά φάσματα εκπομπής Η Ηe Li Na Ca Sr Οι γραμμές αντιστοιχούν σε ορατό φως που εκπέμπεται από άτομα. Cd Ba Hg Tl 400 500 600 700 nm

Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Η κυματική φύση του φωτός Κύμα: μια συνεχώς επαναλαμβανόμενη μεταβολή ή ταλάντωση μέσα σε ύλη ή σε ένα φυσικό πεδίο. Α Β Κάθετη διατομή υδάτινου κύματος (κυματισμού) Μήκος κύματος (λ): η απόσταση ανάμεσα σε δύο οποιαδήποτε διαδοχικά πανομοιότυπα σημεία ενός κύματος. 1 nm = 1 10 9 m

Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Συχνότητα (ν): αριθμός κυμάτων ανά δευτερόλεπτο (σε s 1 = hertz, Hz) Α λ Α ν = 4 Ηz Α = πλάτος του κύματος Β λ 1 δευτερόλεπτο ν = 8 Ηz Σχέσεις c A = c Β λ Α = 2λ Β ν Β = 2ν Α Αφετηρία Χρόνος Ταχύτητα κύματος (c): c = ν λ (στο κενό c = 2,998 10 8 m s 1 )

Τι είναι το ηλεκτρομαγνητικό κύμα Ταλαντώσεις ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων, οι οποίες μπορούν να διαδίδονται μέσα στο χώρο. Συνιστώσα ηλεκτρικού πεδίου Συνιστώσα μαγνητικού πεδίου Κατεύθυνση διαδόσεως κύματος

Άσκηση 7.1 Εύρεση του μήκους κύματος από τη συχνότητά του Η συχνότητα της έντονης κόκκινης γραμμής στο φάσμα του καλίου είναι 3,91 10 14 /s. Πόσο είναι το μήκος κύματος αυτού του φωτός σε νανόμετρα; Λύνουμε ως προς λ την εξίσωση c = νλ, η οποία συσχετίζει το μήκος κύματος με τη συχνότητα και την ταχύτητα του φωτός (3,00 10 8 m/s): 8 c 3,00 10 m/s 14 3,91 10 / s 7 7 7,672 10 m = 7,67 10 m ή 767 nm

Εγγύς UV Ορατό Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα 10 20 10 18 10 16 10 14 10 12 10 10 Ακτίνες γάμα Ακτίνες Χ Άπω UV Εγγύς IR Άπω IR Μικροκύματα Ραντάρ 1 10 100 1 10 100 1 10 100 1 10 100 pm nm μm mm ΟΡΑΤΟ ΦΑΣΜΑ Συχνότητα (s 1 ) Ράδιο ΤV FM AM Μήκος κύματος 400 450 500 550 600 650 700 750 nm Το ορατό φως αποτελεί ένα ελάχιστο τμήμα του συνολικού ηλεκτρομαγνητικού φάσματος! Τα όρια των διαφόρων περιοχών δεν καθορίζονται επακριβώς.

Εφαρμογές των διαφόρων τύπων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας Ορατό 10 18 10 16 10 16 10 14 10 12 10 10 10 8 10 6 Hz 10 4 Ακτίνες γ Ακτίνες Χ UV Υπέρυθρο Μικροκύματα Ραδιοκύματα Ακτίνες X Λάμπα UV Θερμαντική λάμπα Ραντάρ αστυνομίας, φούρνοι μικροκυμάτων, δορυφορικοί σταθμοί UHF,TV τηλέφωνα κυψελών Ράδιο FM VHF TV Ράδιο AM

Εφαρμογές των διαφόρων τύπων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας

Εισαγωγή στην κβαντική θεωρία Κατά την κλασική Φυσική, η ύλη μπορεί να απορροφά ή να εκπέμπει οποιαδήποτε ποσότητα ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας. Ποια η άποψη του Planck πάνω σ αυτό; Planck: η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια εκπέμπεται ή απορροφάται από την ύλη σε καθορισμένες στοιχειώδεις ποσότητες, τα κβάντα (δηλ. Ε = n x Eκβάντου). Πόση είναι η ενέργεια ενός κβάντου κατά τον Planck; Ε = h ν h = 6,626 10 34 J s (σταθερά δράσεως του Planck) Η ενέργεια εκπέμπεται ή απορροφάται σε ακέραια πολλαπλάσια του h ν (1h ν, 2h ν, 3h ν κοκ) η ενέργεια είναι κβαντισμένη (έχει καθορισμένες τιμές). Τι θα σήμαινε κβάντωση της ενέργειας ενός αυτοκινήτου;

Άσκηση 7.3 Υπολογισμός της ενέργειας ενός φωτονίου Τα ακόλουθα μήκη κύματος είναι αντιπροσωπευτικά για τις περιοχές υπερύθρου, υπεριώδους και ακτίνων-χ του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, αντίστοιχα: 1,0 10 6 m, 1,0 10 8 m και 1,0 10 10 m. Πόση είναι η ενέργεια ενός φωτονίου καθεμιάς ακτινοβολίας; Ποια ακτινοβολία έχει το μεγαλύτερο ποσόν ενέργειας ανά φωτόνιο; Ποια το λιγότερο;

Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Φωτεινές ακτίνες Τα αποσπώμενα e έλκονται από το θετικό σύρμα Θετικό σύρμα ή πλάκα Φωτοευαίσθητη μεταλλική επιφάνεια Μπαταρία Αμπερόμετρο Φως που προσπίπτει πάνω σε μια μεταλλική επιφάνεια, προκαλεί απόσπαση e. Η μεταλλική επιφάνεια βρίσκεται μέσα σε κενωμένο σωλήνα, ο οποίος επιτρέπει στα e που αποσπώνται να επιταχύνονται προς μια θετικά φορτισμένη πλάκα. Όσο το μέταλλο φωτίζεται από φως κατάλληλης συχνότητας, παράγονται ελεύθερα e και έχουμε ροή ρεύματος μέσω του σωλήνα. Όταν διακοπεί ο φωτισμός του μετάλλου, σταματά η διέλευση του ρεύματος.

Η ερμηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινομένου από τον Einstein Albert Einstein (1879-1955) Albert Einstein: Το φως αποτελείται από κβάντα (ή φωτόνια), δηλαδή σωματίδια (particles of light) των οποίων η ενέργεια Ε είναι ανάλογη της συχνότητας του φωτός: Ε = hν Το φως έχει ταυτόχρονα ιδιότητες κύματος και σωματιδίου. Μόνο του, ούτε το κύμα ούτε το σωματίδιο μπορεί να περιγράψει πλήρως το φως (δυϊσμός κύματος-σωματιδίου). Όταν ένα φωτόνιο «κτυπά» ένα μέταλλο, η ενέργεια του μεταφέρεται σε ένα ηλεκτρόνιο της μεταλλικής επιφάνειας

Άσκηση 7.2α Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο: Εφαρμογές Για να αποσπασθεί ένα ηλεκτρόνιο από μια γυαλιστερή επιφάνεια ψευδαργύρου, θα πρέπει το προσπίπτον φωτόνιο να έχει ελάχιστη ενέργεια Ε min = 6,94 10 19 J (έργο εξαγωγής). (α) Μπορεί ένα φωτόνιο με μήκος κύματος 210 nm να προκαλέσει απόσπαση ηλεκτρονίου από ψευδάργυρο; (β) Εάν ναι, πόση είναι η μέγιστη ενέργεια του αποσπώμενου ηλεκτρονίου;

Η θεωρία του Bohr (Ατομικά φάσματα) Ποιο φάσμα χαρακτηρίζουμε ως συνεχές; Φωτεινή πηγή Σχισμή Πρίσμα Φωτογραφικό φιλμ Ερυθρό Ιώδες Φάσμα ορατού φωτός: πού αρχίζει και πού τελειώνει το πράσινο;

Ποιο φάσμα χαρακτηρίζεται ως γραμμικό; 750 nm Φωτεινή πηγή Σχισμή Πρίσμα (πυρωμένο αέριο He) Φωτογραφικό φιλμ Το φάσμα εκπομπής του ηλίου Έξι έγχρωμες γραμμές στην ορατή περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος 400 nm

Το συνολικό φάσμα του υδρογονατόμου Πώς περιγράφεται το συνολικό φάσμα του υδρογονατόμου; 954,6 656,3 410,2 486,1 Μήκος κύματος (nm) 121,6 97,3 102,6 Υπέρυθρο Ορατό Σειρά Balmer Υπεριώδες

Εξίσωση Balmer και εξίσωση Rydberg Σε ποια εξίσωση υπακούουν τα μήκη κύματος, λ, των γραμμών του ορατού φάσματος του ατόμου Η; 1 1 1 1,097 10 m 2 n n = ακέραιος > 2 7 1 2 2 Εξίσωση Balmer (1885) Ποια εξίσωση μετατρέπει τα μήκη κύματος σε συχνότητες; 1 1 1 1 cr = 3,288 10 s 2 n 2 n 15 1 2 2 2 2 R = σταθερά Rydberg = 1,097 10 7 m 1 Εξίσωση Rydberg

Άσκηση 7.3α Επαλήθευση της εξίσωσης Balmer Στο ορατό φάσμα του ατόμου Η : 1) Πόσο είναι το μήκος κύματος της πρώτης οριακής γραμμής; 2) Πόσο είναι το μήκος κύματος της δεύτερης οριακής γραμμής; 1 1 1 1,097 10 m 2 n 7 1 2 2 Οι γραμμές είναι τέσσερις για τις τιμές n = 3, 4, 5, 6 για n = 3 1 1 1 1 1 1,097 10 m 1,097 10 m 2 n 2 3 7 1 7 1 2 2 2 2 1 7 1 7 0,15236 10 m = 6,563 10 m = 656,3 nm

Η θεωρία του Bohr για το άτομο του υδρογόνου Γιατί το ατομικό πρότυπο του Rutherford δεν μπορούσε να εξηγήσει τη σταθερότητα του ατόμου; Niels Bohr (1885-1962) (N.P. 1922 στη Φυσική) Ο Bohr στήριξε τη θεωρία του στα ατομικά φάσματα και, προκειμένου να ερμηνεύσει τις γραμμές του φάσματος του υδρογονατόμου, διατύπωσε δύο βασικές συνθήκες (εκτός από τις κυκλικές τροχιές του e).

Οι δύο βασικές συνθήκες του Bohr 1. Συνθήκη για τα επίπεδα ενέργειας του ηλεκτρονίου στο άτομο Η E R n H 2 n 1, 2, 3,... R H (σταθερά) = 2,179 10 18 J n = κύριος κβαντικός αριθμός 2. Συνθήκη για τις μεταπτώσεις του ηλεκτρονίου μεταξύ των επιπέδων ενέργειας στο άτομο Η Ενέργεια εκπεμπόμενου φωτονίου Ε = E i E f = hν

Ενέργεια Οι ενέργειες για το ηλεκτρόνιο στο άτομο Η (Διάγραμμα επιπέδων ενέργειας) 0 R H /9 R H /4 n = n = 3 n = 2 Η ενέργεια παριστάνεται στον κάθετο άξονα (σε κλασματικά πολλαπλάσια του R H ). Το βέλος συμβολίζει μια μετάπτωση του ηλεκτρονίου από το επίπεδο n = 4 στο επίπεδο n = 2. Αυτή η μετάπτωση συνοδεύεται από εκπομπή φωτός μήκους κύματος 486 nm. (Για τον υπολογισμό αυτού του μήκους κύματος, βλ. Παράδειγμα 7.4.) R H n = 1

Οι ενέργειες για το ηλεκτρόνιο στο άτομο Η (Κυκλικές τροχιές) απορρόφηση ενέργειας Εκπομπή φωτός Απορρόφηση ενέργειας και εκπομπή φωτός από το άτομο Η. n=4 n=3 n=2 n =1 E = R H E = 0,254R H E = 0,11R H Επιτρεπόμενες τροχιές (ή ενεργειακά επίπεδα): ακτίνα τροχιάς: r n = n 2 α ο α ο = 53 pm (ακτίνα του Bohr) E = 0,062R H

Πώς ο Bohr απέδειξε τον τύπο του Balmer: E και Συνθήκη 1 H H i R n E R n 2 f 2 i f R R 1 1 h Ei E f R 2 2 H 2 2 n i n f n f n i Συνθήκη 2 H H ν = c / λ 1 R H 1 1 hc n n 2 2 f i 1 1 1 R H / h c = 1,097 10 7 / m, n f = 2 7 1,097 10 / m 2 2 n 2 Εξίσωση Balmer

Ενέργεια n = 5 n = 4 n = 3 n = 2 n = 1 Πώς προκύπτουν οι σειρές Lyman, Paschen, Bracket, στο φάσμα του ατόμου Η Pfund Bracket Paschen Σειρά Balmer (ορατό) Σειρά Lyman (υπεριώδες) Μεταπτώσεις του ηλεκτρονίου στο υδρογονοάτομο Το διάγραμμα δείχνει τις σειρές Lyman, Balmer και Paschen, Bracket και Pfund που αντιστοιχούν σε ηλεκτρονικές μεταπτώσεις για n f = 1, 2, 3, 4 και 5, αντίστοιχα. E R n H 2!!! Για n = πλήρης απομάκρυνση του e (ιοντισμός) n 1, 2, 3,...

Ερμηνεία του φάσματος του ατόμου Η n = n = 4 n = 3 n = 2 Balmer Bracket (υπέρυθρο) Paschen Ιώδες κόκκινο 400 500 600 700 ορατή περιοχή λ(nm) n = 1 Lyman (υπεριώδες) Για n = πλήρης απομάκρυνση του e (ιοντισμός)

Ερμηνεία του φάσματος του υδρογονατόμου 954,6 656,3 410,2 486,1 Μήκος κύματος (nm) 121,6 97,3 102,6 Υπέρυθρο Ορατό Σειρές Σειρά Paschen, Balmer Bracket, Pfund Υπεριώδες Σειρά Lyman

Άσκηση 7.4 Προσδιορισμός του μήκους κύματος ή της συχνότητας μιας μετάπτωσης του ηλεκτρονίου του ατόμου Η Υπολογίστε το μήκος κύματος του φωτός που εκπέμπεται από το υδρογονοάτομο, όταν το ηλεκτρόνιο μεταπίπτει από το επίπεδο ενέργειας n = 3 στο επίπεδο n = 1. n = 1 n = 3

Συνθήκη 2 του Bohr Άσκηση 7.4 R H R H 1 1 h Ei E f R 2 2 H 2 2 n i n f n f n i n f = 1 και n i = 3 1 1 1 h RH R 1 H 2 2 H 1 3 9 9 Η συχνότητα της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας είναι: 18 8RH 8 2,179 10 J 34 8R 9h 9 6,63 10 J s 15 15 2,921 10 / s=2,92 10 / s λ = c/ν 8 3,00 10 m/s 15 2,92 10 / s 7 1,027 10 m (103 nm)

Άσκηση 7.5 Εκπομπή και απορρόφηση φωτός από άτομα Προσδιορισμός της διαφοράς ενέργειας μεταξύ επιπέδων ενέργειας ενός ατόμου Πόση είναι η διαφορά των επιπέδων ενέργειας του ατόμου του νατρίου, αν φως που εκπέμπεται από νάτριο έχει μήκος κύματος 589 nm;