Balmerova séria je označenie spektrálnych čiar emisií z atómu vodíka. Tieto spektrálne čiary (ktoré sú fotónmi emitovanými v spektre viditeľného svetla) sú produkované z energie potrebnej na odstránenie elektrónu z atómu, nazývaného ionizačná energia. Pretože atóm vodíka má iba jeden elektrón, ionizačná energia potrebná na odstránenie tohto elektrónu sa nazýva prvá ionizačná energia (a pre vodík neexistuje druhá ionizačná energia). Túto energiu je možné vypočítať pomocou niekoľkých krátkych krokov.
Určite počiatočný a konečný stav energie atómu a nájdite rozdiel ich inverzií. Pre prvú úroveň ionizácie je konečný energetický stav nekonečno (pretože elektrón je odstránený z atómu), takže inverzia tohto čísla je 0. Počiatočný energetický stav je 1 (jediný energetický stav, ktorý môže mať atóm vodíka) a inverzia 1 je 1. Rozdiel medzi 1 a 0 je 1.
Vynásobte Rydbergovu konštantu (dôležité číslo v atómovej teórii), ktorá má hodnotu 1,097 x 10 ^ (7) na meter (1 / m) rozdielom inverzie energetických úrovní, čo je v tomto prípade 1. To dáva pôvodnú Rydbergovú konštantu.
Vypočítajte inverziu výsledku A (tj vydelte číslo 1 výsledkom A). Takto sa získa 9,11 x 10 ^ (- 8) m. Toto je vlnová dĺžka spektrálnej emisie.
Vynásobte Plancks konštantnou rýchlosťou svetla a výsledok vydeľte vlnovou dĺžkou emisie. Konštanta násobenia Plancks, ktorá má hodnotu 6,626 x 10 ^ (- 34) joulových sekúnd (J s) rýchlosťou svetla, ktorá má hodnotu 3,00 x 10 ^ 8 metrov za sekundu (m / s), dáva 1,988 x 10 ^ (- 25) Joulových metrov (J m) a jeho delenie vlnovou dĺžkou (ktorá má hodnotu 9,11 x 10 ^ (- 8) m) sa získa 2,182 x 10 ^ (- 18) J. Toto je prvý ionizačná energia atómu vodíka.
Vynásobte ionizačnú energiu číslom Avogadros, ktoré udáva počet častíc v móle látky. Vynásobením 2,182 x 10 ^ (- 18) J koeficientom 6,022 x 10 ^ (23) sa získa 1,312 x 106 joulov na mol (J / mol) alebo 1312 kJ / mol, čo je, ako sa bežne používa v chémii.