Ридбергова формула је математичка формула која се користи за предвиђање таласна дужина светлости која произилази из електрона који се креће између енергетских нивоа атома.
Када се електрон мења из једне атомске орбитале у другу, енергија електрона се мења. Када се електрон из орбитале са високом енергијом промени у стање ниже енергије, афотон светлости је створен. Када се електрон пребаци из ниске енергије у стање више енергије, атом светлости апсорбује атом светлости.
Сваки елемент има различит спектрални отисак прста. Када се гасовито стање елемента загреје, он ће испуштати светлост. Када се та светлост прође кроз призму или дифракцијску решетку, могу се разликовати светле линије различитих боја. Сваки елемент се мало разликује од осталих елемената. Ово откриће било је почетак проучавања спектроскопије.
Рајдбергова једначина
Јоханнес Ридберг био је шведски физичар који је покушао да нађе математички однос између једне спектралне линије и следеће одређених елемената. На крају је открио да постоји цео однос између таласа узастопних линија.
Његова открића су комбинована са Боровим моделом атома за стварање ове формуле:
1 / λ = РЗ2(1 / н12 - 1 / н22)
где
λ је таласна дужина фотона (таласни број = 1 / таласна дужина)
Р = Ридбергова константа (1.0973731568539 (55) к 107 м-1)
З = атомски број атома
н1 и н2 су цели бројеви где је н2 > н1.
Касније је утврђено да је н2 и н1 били су повезани са главним квантним бројем или енергетским квантним бројем. Ова формула делује веома добро за прелазе између енергетских нивоа атома водоника са само једним електроном. За атоме са више електрона, ова формула почиње да се разграђује и даје погрешне резултате. Разлог за нетачност је у томе што је количина сцреенинга за унутрашњу електрони или спољни прелази електрона варирају. Једнаџба је превише једноставна да надокнади разлике.
Ридбергова формула се може применити на водоник да би се добиле његове спектралне линије. Подешавање н1 до 1 и н2 од 2 до бесконачности даје Лиман серију. Могу се одредити и друге спектралне серије:
| н1 | н2 | Цонвергес Товард | Име |
| 1 | 2 → ∞ | 91,13 нм (ултраљубичасто) | Лиман серија |
| 2 | 3 → ∞ | 364,51 нм (видљива светлост) | Балмер серија |
| 3 | 4 → ∞ | 820,14 нм (инфрацрвено) | Пасцхен серија |
| 4 | 5 → ∞ | 1458,03 нм (далеко инфрацрвени) | Брацкетт серија |
| 5 | 6 → ∞ | 2278,17 нм (далеко инфрацрвени) | Пфунд серија |
| 6 | 7 → ∞ | 3280,56 нм (далеко инфрацрвени | Хумпхреис серија |
За већину проблема ћете се носити са водоником тако да можете користити формулу:
1 / λ = РХ(1 / н12 - 1 / н22)
где РХ је Ридбергова константа, пошто је З водоник 1.
Проблем са обрадом Ридбергове формуле
Пронађите таласну дужину електромагнетно зрачење која се емитује из електрона који се опушта од н = 3 до н = 1.
Да бисте решили проблем, започните с Ридберговом једначином:
1 / λ = Р (1 / н12 - 1 / н22)
Сада прикључите вредности, где је н1 је 1 и н2 је 3. Користите 1.9074 к 107 м-1 за Ридбергову константу:
1 / λ = (1.0974 к 107)(1/12 - 1/32)
1 / λ = (1.0974 к 107)(1 - 1/9)
1 / λ = 9754666.67 м-1
1 = (9754666,67 м)-1)λ
1 / 9754666,67 м-1 = λ
λ = 1.025 к 10-7 м
Имајте на уму да формула даје таласну дужину у метрима користећи ову вредност за Ридбергову константу. Често ће се од вас тражити да одговорите у нанометарима или Ангстромима.