Série Balmer je označení pro spektrální čáry emisí z atomu vodíku. Tyto spektrální čáry (které jsou fotony emitované ve spektru viditelného světla) jsou vyráběny z energie potřebné k odstranění elektronu z atomu, který se nazývá ionizační energie. Protože atom vodíku má pouze jeden elektron, ionizační energie potřebná k odstranění tohoto elektronu se nazývá první ionizační energie (a pro vodík neexistuje žádná druhá ionizační energie). Tuto energii lze vypočítat v sérii krátkých kroků.
Určete počáteční a konečný energetický stav atomu a najděte rozdíl jejich inverzí. Pro první ionizační úroveň je konečný energetický stav nekonečno (protože elektron je odstraněn z atomu), takže inverzní hodnota tohoto čísla je 0. Počáteční energetický stav je 1 (jediný energetický stav, který může mít atom vodíku) a inverzní k 1 je 1. Rozdíl mezi 1 a 0 je 1.
Vynásobte Rydbergovu konstantu (důležité číslo v atomové teorii), která má hodnotu 1,097 x 10 ^ (7) na metr (1 / m) o rozdíl inverzní k energetickým hladinám, což je v tomto případě 1. To dává původní Rydberg konstantu.
Vypočítejte inverzní funkci výsledku A (tj. Vydělte číslo 1 výsledkem A). To dává 9,11 x 10 ^ (- 8) m. Toto je vlnová délka spektrální emise.
Vynásobte Planckovu konstantu rychlostí světla a výsledek vydělte vlnovou délkou emise. Násobení Planckovy konstanty, která má hodnotu 6,626 x 10 ^ (- 34) Joule sekund (J s) rychlostí světla, která má hodnotu 3,00 x 10 ^ 8 metrů na sekunda (m / s) dává 1,988 x 10 ^ (- 25) Joule metrů (J m) a vydělením vlnovou délkou (která má hodnotu 9,11 x 10 ^ (- 8) m) dává 2,182 x 10 ^ ( -18) J. Toto je první ionizační energie atomu vodíku.
Vynásobte ionizační energii číslem Avogadra, které udává počet částic v molu látky. Vynásobením 2,182 x 10 ^ (- 18) J 6,022 x 10 ^ (23) získáme 1,312 x 10 ^ 6 joulů na mol (J / mol) nebo 1312 kJ / mol, což je v chemii běžně psáno.