Rumus Rydberg adalah rumus matematika yang digunakan untuk memprediksi panjang gelombang cahaya yang dihasilkan dari elektron yang bergerak di antara tingkat energi atom.
Ketika sebuah elektron berubah dari satu orbital atom ke yang lain, energi elektron berubah. Ketika elektron berubah dari orbital dengan energi tinggi ke keadaan energi lebih rendah, afoton cahaya dibuat. Ketika elektron bergerak dari energi rendah ke energi yang lebih tinggi, foton cahaya diserap oleh atom.
Setiap elemen memiliki sidik jari spektral yang berbeda. Ketika keadaan gas suatu elemen dipanaskan, ia akan memancarkan cahaya. Ketika cahaya ini dilewatkan melalui kisi prisma atau difraksi, garis-garis cerah dari berbagai warna dapat dibedakan. Setiap elemen sedikit berbeda dari elemen lainnya. Penemuan ini adalah awal dari studi spektroskopi.
Persamaan Rydberg
Johannes Rydberg adalah seorang ahli fisika Swedia yang berusaha menemukan hubungan matematis antara satu garis spektral dan berikutnya unsur-unsur tertentu. Dia akhirnya menemukan ada hubungan bilangan bulat antara bilangan gelombang berturut-turut.
Temuannya dikombinasikan dengan model atom Bohr untuk membuat formula ini:
1 / λ = RZ2(1 / n12 - 1 / n22)
dimana
λ adalah panjang gelombang foton (bilangan gelombang = 1 / panjang gelombang)
R = konstanta Rydberg (1.0973731568539 (55) x 107 m-1)
Z = nomor atom atom
n1 dan N2 adalah bilangan bulat di mana n2 > n1.
Kemudian ditemukan bahwa n2 dan N1 terkait dengan bilangan kuantum utama atau bilangan kuantum energi. Formula ini bekerja sangat baik untuk transisi antara tingkat energi atom hidrogen dengan hanya satu elektron. Untuk atom dengan banyak elektron, rumus ini mulai memecah dan memberikan hasil yang salah. Alasan ketidakakuratan adalah karena jumlah skrining untuk bagian dalam elektron atau transisi elektron luar bervariasi. Persamaannya terlalu sederhana untuk mengkompensasi perbedaan.
Formula Rydberg dapat diterapkan pada hidrogen untuk mendapatkan garis spektralnya. Pengaturan n1 ke 1 dan menjalankan n2 dari 2 hingga tak terbatas menghasilkan seri Lyman. Seri spektral lainnya juga dapat ditentukan:
| n1 | n2 | Berkonvergensi Menuju | Nama |
| 1 | 2 → ∞ | 91,13 nm (ultraviolet) | Seri Lyman |
| 2 | 3 → ∞ | 364,51 nm (cahaya tampak) | Seri Balmer |
| 3 | 4 → ∞ | 820.14 nm (inframerah) | Seri Paschen |
| 4 | 5 → ∞ | 1458,03 nm (inframerah jauh) | Seri Brackett |
| 5 | 6 → ∞ | 2278.17 nm (inframerah jauh) | Seri Pfund |
| 6 | 7 → ∞ | 3280,56 nm (inframerah jauh | Seri Humphreys |
Untuk sebagian besar masalah, Anda akan berurusan dengan hidrogen sehingga Anda dapat menggunakan rumus:
1 / λ = RH(1 / n12 - 1 / n22)
dimana RH adalah konstanta Rydberg, karena Z hidrogen adalah 1.
Rumus Rydberg Rumus Contoh Soal
Temukan panjang gelombang dari radiasi elektromagnetik yang dipancarkan dari elektron yang bersantai dari n = 3 ke n = 1.
Untuk memecahkan masalah, mulailah dengan persamaan Rydberg:
1 / λ = R (1 / n12 - 1 / n22)
Sekarang tancapkan nilainya, di mana n1 adalah 1 dan n2 adalah 3. Gunakan 1,9074 x 107 m-1 untuk konstanta Rydberg:
1 / λ = (1,0974 x 107)(1/12 - 1/32)
1 / λ = (1,0974 x 107)(1 - 1/9)
1 / λ = 9754666.67 m-1
1 = (9754666.67 m-1)λ
1 / 9754666,67 m-1 = λ
λ = 1,025 x 10-7 m
Perhatikan bahwa rumus memberikan panjang gelombang dalam meter menggunakan nilai ini untuk konstanta Rydberg. Anda akan sering diminta memberikan jawaban dalam nanometer atau Angstrom.