Balmer-sarja tarkoittaa vetyatomin päästöjen spektriviivoja. Nämä spektriviivat (jotka ovat näkyvän valon spektrissä säteileviä fotoneja) tuotetaan energiasta, joka tarvitaan elektronin poistamiseksi atomista, nimeltään ionisaatioenergia. Koska vetyatomissa on vain yksi elektroni, tämän elektronin poistamiseksi tarvittavaa ionisaatioenergiaa kutsutaan ensimmäiseksi ionisaatioenergiaksi (ja vedyn tapauksessa ei ole toista ionisaatioenergiaa). Tämä energia voidaan laskea sarjana lyhyitä vaiheita.
Määritä atomin alkuperäiset ja lopulliset energiatilat ja etsi niiden käänteisten ero. Ensimmäisellä ionisointitasolla lopullinen energiatila on ääretön (koska elektroni poistuu atomista), joten tämän luvun käänteinen arvo on 0. Alkuperäinen energiatila on 1 (ainoa vetyatomin energiatila) ja 1: n käänteinen arvo on 1. 1: n ja 0: n välinen ero on 1.
Kerro Rydberg-vakio (tärkeä luku atomiteoriassa), jonka arvo on 1,097 x 10 ^ (7) metriä kohti (1 / m) energiatasojen käänteisarvon erolla, joka tässä tapauksessa on 1. Tämä antaa alkuperäiselle Rydbergille vakion.
Laske käänteen tulos A (eli jaa luku 1 tuloksella A). Tämä antaa 9,11 x 10 ^ (- 8) m. Tämä on spektrisäteilyn aallonpituus.
Kerro Planckin vakio valon nopeudella ja jaa tulos emission aallonpituudella. Kertomalla Planckin vakio, jonka arvo on 6,626 x 10 ^ (- 34) joulen sekuntia (J s) valon nopeudella, jonka arvo on 3,00 x 10 ^ 8 metriä per sekunti (m / s) antaa 1,988 x 10 ^ (- 25) joulemittaria (J m) ja jakamalla tämä aallonpituudella (jonka arvo on 9,11 x 10 ^ (- 8) m) saadaan 2,182 x 10 ^ ( -18) J. Tämä on vetyatomin ensimmäinen ionisaatioenergia.
Kerro ionisaatioenergia Avogadron luvulla, joka antaa hiukkasten määrän aineen moolissa. Kertomalla 2,182 x 10 ^ (- 18) J arvolla 6,022 x 10 ^ (23) saadaan 1,312 x 10 ^ 6 joulea moolia kohden (J / mol) tai 1312 kJ / mol, mikä on tapaa, jolla se yleensä kirjoitetaan kemiassa.