Balmer 시리즈는 수소 원자에서 방출되는 스펙트럼 라인의 지정입니다. 이러한 스펙트럼 라인 (가시 광선 스펙트럼에서 방출되는 광자)은 이온화 에너지라고하는 원자에서 전자를 제거하는 데 필요한 에너지에서 생성됩니다. 수소 원자는 전자가 하나뿐이므로이 전자를 제거하는 데 필요한 이온화 에너지를 첫 번째 이온화 에너지라고합니다 (수소의 경우 두 번째 이온화 에너지가 없음). 이 에너지는 일련의 짧은 단계로 계산할 수 있습니다.
원자의 초기 및 최종 에너지 상태를 결정하고 역의 차이를 찾으십시오. 첫 번째 이온화 수준의 경우 최종 에너지 상태는 무한대 (전자가 원자에서 제거 되었기 때문에)이므로이 숫자의 역은 0입니다. 초기 에너지 상태는 1 (수소 원자가 가질 수있는 유일한 에너지 상태)이고 1의 역은 1입니다. 1과 0의 차이는 1입니다.
1.097 x 값을 가진 Rydberg 상수 (원자 이론에서 중요한 숫자)를 곱합니다. 에너지 준위의 역의 차이로 미터당 10 ^ (7) (1 / m),이 경우에는 1. 이것은 원래 Rydberg 상수를 제공합니다.
결과 A의 역수를 계산합니다 (즉, 숫자 1을 결과 A로 나눕니다). 이것은 9.11 x 10 ^ (-8) m을 제공합니다. 이것은 스펙트럼 방출의 파장입니다.
플랑크 상수에 빛의 속도를 곱하고 그 결과를 방출 파장으로 나눕니다. 6.626 x 10 ^ (-34) 줄 초 (J s) 값을 갖는 플랑크 상수를 3.00 x 10 ^ 8 미터당 값을 갖는 빛의 속도로 곱합니다. 초 (m / s)는 1.988 x 10 ^ (-25) 줄 미터 (J m)를 나타내며 이것을 파장 (9.11 x 10 ^ (-8) m 값을 가짐)으로 나누면 2.182 x 10 ^ ( -18) 제이. 이것은 수소 원자의 첫 번째 이온화 에너지입니다.
이온화 에너지에 Avogadro의 수를 곱하면 물질의 몰당 입자 수를 알 수 있습니다. 2.182 x 10 ^ (-18) J에 6.022 x 10 ^ (23)을 곱하면 1.312 x 10 ^ 6 Joules per mol (J / mol) 또는 1312 kJ / mol이됩니다.