Серията Balmer е обозначението за спектралните линии на емисиите от водородния атом. Тези спектрални линии (които са фотони, излъчвани в спектъра на видимата светлина) се произвеждат от енергията, необходима за отстраняване на електрон от атом, наречена йонизационна енергия. Тъй като водородният атом има само един електрон, йонизационната енергия, необходима за отстраняването му, се нарича първата йонизационна енергия (а за водорода няма втора йонизационна енергия). Тази енергия може да бъде изчислена в поредица от кратки стъпки.
Определете началното и крайното енергийно състояние на атома и намерете разликата в техните обратни. За първото ниво на йонизация крайното енергийно състояние е безкрайност (тъй като електронът се отстранява от атома), така че обратното на това число е 0. Началното енергийно състояние е 1 (единственото енергийно състояние, което водородният атом може да има), а обратното на 1 е 1. Разликата между 1 и 0 е 1.
Умножете константата на Ридберг (важно число в атомната теория), която има стойност 1,097 х 10 ^ (7) на метър (1 / m) чрез разликата на обратната на енергийните нива, която в този случай е 1. Това дава първоначалната константа на Ридберг.
Изчислете обратното на резултат A (т.е. разделете числото 1 на резултат A). Това дава 9,11 x 10 ^ (- 8) m. Това е дължината на вълната на спектралната емисия.
Умножете константата на Планк по скоростта на светлината и разделете резултата по дължината на вълната на излъчването. Умножаване на константата на Планк, която има стойност 6,626 x 10 ^ (- 34) джаул секунди (J s) по скоростта на светлината, която има стойност 3,00 x 10 ^ 8 метра на секунда (m / s) дава 1.988 x 10 ^ (- 25) джаулови метра (J m) и разделяйки това на дължината на вълната (която има стойност 9.11 x 10 ^ (- 8) m) дава 2.182 x 10 ^ ( -18) J. Това е първата йонизационна енергия на водородния атом.
Умножете енергията на йонизация по числото на Авогадро, което дава броя на частиците в мол вещество. Умножаването на 2,182 х 10 ^ (- 18) J по 6,022 x 10 ^ (23) дава 1,312 x 10 ^ 6 джаула на мол (J / mol) или 1312 kJ / mol, както обикновено се пише в химията.