A Balmer sorozat a hidrogénatom kibocsátásának spektrális vonalait jelöli. Ezeket a spektrális vonalakat (amelyek a látható fény spektrumában kibocsájtott fotonok) abból az energiából állítják elő, amely szükséges egy elektron eltávolításához egy atomból, az úgynevezett ionizációs energiának. Mivel a hidrogénatomnak csak egy elektronja van, az ennek az elektronnak az eltávolításához szükséges ionizációs energiát első ionizációs energiának nevezzük (és a hidrogén esetében nincs második ionizációs energia). Ezt az energiát rövid lépések sorozatában lehet kiszámítani.
Határozza meg az atom kezdeti és végső energiaállapotát, és keresse meg inverzük különbségét. Az első ionizációs szintnél a végső energiaállapot a végtelen (mivel az elektron eltávolításra kerül az atomról), tehát ennek a számnak az inverze 0. A kezdeti energiaállapot 1 (az egyetlen olyan energiaállapot, amellyel a hidrogénatom rendelkezhet), az 1 inverze pedig 1. Az 1 és 0 közötti különbség 1.
Szorozzuk meg a Rydberg-állandót (az atomelméletben fontos szám), amelynek értéke 1,097 x 10 ^ (7) méterenként (1 / m) az energiaszint inverzének különbségével, amely ebben az esetben 1. Ez az eredeti Rydberg állandó értéket adja.
Számítsa ki az A eredmény inverz értékét (vagyis ossza el az 1 számot A eredménnyel). Ez 9,11 x 10 ^ (- 8) m-t eredményez. Ez a spektrális emisszió hullámhossza.
Szorozzuk meg Planck állandóját a fénysebességgel, és osszuk el az eredményt az emisszió hullámhosszával. Szorozva Planck konstansát, amelynek értéke 6,626 x 10 ^ (- 34) Joule másodperc (J s), és a fénysebességet, amelynek értéke 3,00 x 10 ^ 8 méter per másodperc (m / s) 1,988 x 10 ^ (- 25) joule métert (J m) ad, és ezt elosztva a hullámhosszal (amelynek értéke 9,11 x 10 ^ (- 8) m) 2,182 x 10 ^ ( -18) J. Ez a hidrogénatom első ionizációs energiája.
Szorozza meg az ionizációs energiát Avogadro számával, amely megadja a részecskék számát egy mól anyagban. Ha 2,182 x 10 ^ (- 18) J-t megszorozunk 6,022 x 10 ^ (23) -val, akkor 1,312 x 10 ^ 6 joule / mol (J / mol), vagy 1312 kJ / mol jön létre, ahogyan ezt a kémia általában írja.